氮氧化物（NO_x）能够导致酸沉降、臭氧和光化学烟雾等严重的环境问题，从而造成巨大的经济损失并威胁人类的生命健康。铈钛复合氧化物催化剂在选择性催化还原技术（SCR）应用中表现出了良好的催化活性和N₂选择性。而含有特定大孔-介孔的三维多级孔材料，大孔材料孔壁中具有介孔空隙，可以为气体的扩散提供最佳流速及更高的效率。因此，制备含有三维有序大孔-介孔多级孔结构的铈钛复合氧化物，并探索其在SCR中的应用，具有重要的研究价值。本论文利用气相渗透-沉淀法制备了含有特定大孔-介孔的三维有序多级孔的铈钛复合氧化物催化剂。本方法是采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球作为硬模板，P123为软模板，以可溶性无机盐为金属前驱物，利用氨气良好的渗透性，将渗入胶体晶体模板间隙的金属无机盐沉淀固化为氢氧化物，去除模板制得具有三维有序大孔-介孔结构催化剂。采用X射线衍射（XRD）、氮气吸脱附（BET）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术对三维有序大孔-介孔结构的催化剂的结构和形貌进行表征。由表征结果可得：（1）通过考察焙烧条件对催化剂结构和形貌的影响，得出最优的焙烧方案为在500℃温度下采用二步焙烧法煅烧。（2）采用气相渗透-沉淀法合成，并采用最优焙烧方案煅烧制得的一系列不同比例的铈钛复合氧化物，均具有良好的三维有序大孔结构，且复合氧化物均呈现非晶相。（3）制备的Ce（0.2）Ti-500-N₂样品具有最高的比表面积，并具有最大的介孔分布。采用EDS和元素面分布扫描对复合氧化物中元素所占比例及元素的分布进行表征，制得的铈钛复合氧化物中铈钛元素的化学计量比与原始的化学计量投料比相一致，且铈元素和钛元素在催化剂中是均匀分布的，说明了本合成方法适合制备元素均匀分散且比例可控的3DOM复合氧化物。对催化剂脱硝活性测试，结果表明三维有序大孔-介孔结构的非晶钛基复合氧化物具有良好的催化活性。在气体总流量为300mL/min，反应质量空速（MHSV）为500000mL·g^-1·h^-1。尤其是Ce/Ti摩尔比为0.2的复合氧化物在300-450℃范围内，活性在90%以上，催化剂的N₂选择性也大于90%。活性测试后的样品进行SEM表征，反应后的样品仍保持良好的三维有序大孔-介孔的多级孔结构，说明铈钛复合氧化物具有良好的耐高温性能。采用气相-渗透沉淀法制备纯Y₂O₃、Cr₂O₃和La₂O₃金属氧化物。表征结果表明，制备的金属氧化物均具有长程有序的三维有序大孔-介孔结构。说明了本论文开发的合成方法可以普遍适用于合成三维有序大孔-介孔结构的复合氧化物和金属氧化物材料。