挥发性有机物（VOCs）作为主要的大气污染物,不仅对健康和生命造成严重危害,而且还会导致光化学烟雾、酸雨等严重的环境问题。催化氧化法是有效处理VOCs的方法,具有能耗低、净化效率高、热量可回收利用及无二次污染等优点,有着广阔的应用前景。因此,设计和制备具有高活性、长寿命的催化剂便成了VOCs治理的核心。目前,用于VOCs催化氧化反应的主要有贵金属、单一金属氧化物和复合金属氧化物催化剂。Pt基催化剂被认为是用于VOCs催化氧化的首选催化剂,其具有催化活性高、抗失活和再生性能强等优点,但贵金属的储量有限、价格昂贵,因此开发负载型贵金属催化剂提高催化效率是研究的重要目标之一。本文以CoO_x和Co-Ce复合金属氧化物为载体负载Pt纳米粒子,考察了Pt基催化剂在甲苯催化氧化中的性能,同时通过各种表征手段详细考察了催化剂的物化性质,并分析了不同载体的Pt基催化剂活性差异的产生原因。采用MOF模板剂法成功合成了多面体结构CoO_x,比较了CoO_x与共沉淀法得到的Co₃O₄的甲苯催化氧化反应活性。结果显示,CoO_x催化剂具有更好的催化性能,这可能与其独特的多面体结构,高浓度的表面Co³⁺离子和更丰富的表面活性氧物种有关。此外,以CoO_x为载体,分别以Pt纳米粒子溶液和氯铂酸溶液为Pt前体,制备了Pt/CoO_x催化剂。甲苯活性测试表明,以Pt纳米粒子溶液为Pt前体得到的Pt_nano/CoO_x催化剂具有最佳的甲苯催化活性,其T₉₀为177℃。通过TEM、H₂-TPR等研究了催化剂中Pt颗粒的分布及存在状态,Pt_nano/CoO_x催化剂具有更好的Pt粒子分散性以及更多以金属态形式存在的Pt物种。催化剂的稳定性测试显示在48 h连续运行内未观察到催化效率的显著降低,因此Pt_nano/CoO_x催化剂表现出优异的甲苯催化氧化稳定性。在不受扩散干扰条件下的反应动力学研究表明,甲苯在Pt_nano/CoO_x催化剂上的速率方程为r=k·P_toluene,只与甲苯分压有关且为一级反应。氧补充实验证实气态氧能在反应中解离并在催化剂表面活化形成氧循环。采用一步液相法实现钴基金属有机骨架和铈的结合,合成出具有多面体结构的Co-Ce复合金属氧化物,并以此为载体负载Pt纳米粒子得到一系列不同钴铈比的Pt_nano/Ce_yCoO_x催化剂,其中Pt_nano/Ce_0.2CoO_x催化剂表现出最佳的甲苯催化性能,其T₉₀为173℃,优于以往的催化剂。Co和Ce之间的强相互作用,较好的低温还原性能和高度缺陷的结构可能是其具有更好甲苯氧化活性的原因。此外,Pt_nano/Ce_0.2CoO_x催化剂具有优异的抗水性能和催化稳定性,有广阔的应用前景。