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当前空气污染问题日益突出，对人类健康及环境造成了严重影响，引起了持续、广泛的社会关注。其中，挥发性有机物（VOCs）被认为是造成光化学污染、臭氧等恶劣环境问题的主要因素。催化燃烧因其净化效率高、能耗低、无二次污染等优点被认为是处理VOCs的最有效方式之一，其关键在于开发高性能的活性催化剂。
四氧化三钴（Co3O4）作为一种典型的尖晶石氧化物，因其具有良好的低温还原性质，极易释放氧物种，故在CO、C H4以及VO Cs的催化氧化反应中表现出良好的反应活性。C eO2中含有丰富的C e3+/C e4+，大量C e3+的存在促进氧化铈结构中氧空穴的增加，从而使其储氧能力、内部晶格氧迁移速率都得到了很大的改善。CeO2以其优异的储放氧能力及氧化还原性质，常作为活性组分及助剂高效催化燃烧VOCs反应。研究表明，CeO2形貌通过影响比表面积、颗粒尺寸、孔道分布等性质进而影响催化剂反应性能。因此，在C eO2形貌调控基础上引入第二种活性金属制备复合氧化物催化剂成为改善催化性能的重要途径。
本文采用溶胶-凝胶-超临界干燥法制备了CeO2-CoOx复合氧化物气凝胶，系统分析了CoOx和CeO2-CoOx气凝胶的物理化学性质及其催化燃烧甲苯性能，讨论了添加铈对钴基气凝胶催化性能的影响规律。此外，采用不同方法合成了C eO2纳米棒、纳米片及气凝胶，考察了催化燃烧甲苯反应性能，讨论了表面形貌对催化性能的影响规律。具体的研究结果如下：
（1）采用溶胶-凝胶-超临界干燥法制备了CoOx气凝胶和不同Ce/Co比例的CeO2-CoOx复合气凝胶，发现添加氧化铈对钴基气凝胶的微观结构和催化性能有着很大的影响。催化燃烧甲苯活性排序为：CoOx （2）在CeO2-CoOx气凝胶中，CeO2与Co3O4之间存在很强的相互作用，导致物理化学性质发生了明显改变。Ce的加入抑制了气凝胶颗粒的长大，有助于连续多孔结构的形成，提高了表面活性物种的分散度。此外，Ce的添加改善了CeO2-CoOx气凝胶的低温还原性能及Co3+/Co2+比例，表面吸附氧物种含量及氧迁移性明显提高，这是导致催化性能改善的根本原因；
（3）分别采用溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法制备了CeO2气凝胶、纳米片和纳米棒，考察了催化燃烧甲苯反应性能，发现C eO2气凝胶的催化活性最高，其T50、T90值分别为223和239℃，并且在50h稳定性测试中保持了良好的反应活性；
（4）CeO2气凝胶比纳米片、纳米棒具有更高的比表面积，而且颗粒尺寸更小，表面Ce3+/Ce4+、Osur/Olatt比例更高，暴露了更多的氧空位，促进了氧气的吸附与解离，因此在催化燃烧甲苯反应中表现出良好的活性。
四氧化三钴（Co3O4）作为一种典型的尖晶石氧化物，因其具有良好的低温还原性质，极易释放氧物种，故在CO、C H4以及VO Cs的催化氧化反应中表现出良好的反应活性。C eO2中含有丰富的C e3+/C e4+，大量C e3+的存在促进氧化铈结构中氧空穴的增加，从而使其储氧能力、内部晶格氧迁移速率都得到了很大的改善。CeO2以其优异的储放氧能力及氧化还原性质，常作为活性组分及助剂高效催化燃烧VOCs反应。研究表明，CeO2形貌通过影响比表面积、颗粒尺寸、孔道分布等性质进而影响催化剂反应性能。因此，在C eO2形貌调控基础上引入第二种活性金属制备复合氧化物催化剂成为改善催化性能的重要途径。
本文采用溶胶-凝胶-超临界干燥法制备了CeO2-CoOx复合氧化物气凝胶，系统分析了CoOx和CeO2-CoOx气凝胶的物理化学性质及其催化燃烧甲苯性能，讨论了添加铈对钴基气凝胶催化性能的影响规律。此外，采用不同方法合成了C eO2纳米棒、纳米片及气凝胶，考察了催化燃烧甲苯反应性能，讨论了表面形貌对催化性能的影响规律。具体的研究结果如下：
（1）采用溶胶-凝胶-超临界干燥法制备了CoOx气凝胶和不同Ce/Co比例的CeO2-CoOx复合气凝胶，发现添加氧化铈对钴基气凝胶的微观结构和催化性能有着很大的影响。催化燃烧甲苯活性排序为：CoOx
（3）分别采用溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法制备了CeO2气凝胶、纳米片和纳米棒，考察了催化燃烧甲苯反应性能，发现C eO2气凝胶的催化活性最高，其T50、T90值分别为223和239℃，并且在50h稳定性测试中保持了良好的反应活性；
（4）CeO2气凝胶比纳米片、纳米棒具有更高的比表面积，而且颗粒尺寸更小，表面Ce3+/Ce4+、Osur/Olatt比例更高，暴露了更多的氧空位，促进了氧气的吸附与解离，因此在催化燃烧甲苯反应中表现出良好的活性。