燃料电池特别是质子交换膜燃料电池用于驱动汽车和作为小型能源设施的市场前景巨大，其中的氢源系统研发是技术瓶颈之一，氢源系统需要解决的核心问题是小型化。一氧化碳优先氧化是净化燃料电池的富氢气体中CO的重要手段，是氢源系统的重要组成部分，所以小型化的一氧化碳优先氧化反应器研发至关重要。大孔整体式Al₂O₃具有微米级孔道和孔壁，相比微通道反应器具有更小的体积，因此本论文以大孔整体式Al₂O₃为载体，负载CuO-CeO₂催化剂用于一氧化碳优先氧化反应，探索其实现小型化的可能性。本论文以不同晶型的大孔整体式Al₂O₃为载体，采用过体积浸渍法负载CuO-CeO₂，制备了大孔整体式CuO-CeO₂/M-γ-Al₂O₃和CuO- CeO₂/M-α-Al₂O₃催化剂，并对催化剂的制备条件进行了筛选和优化。在制备CuO-CeO₂/M-γ-Al₂O₃催化剂过程中主要考察了Cu/（Ce+Cu）摩尔比及CO₂与H2O对一氧化碳优先氧化的活性影响，采用SEM、XRD、TEM、TPR等方法对催化剂进行表征，并与活性关联，探究了CuO-CeO₂/M-γ-Al₂O₃高活性的主要原因；制备大孔整体式CuO-CeO₂/α-Al₂O₃催化剂过程中主要考察了孔结构、焙烧温度、Cu/（Ce+Cu）摩尔比对活性的影响，同时比较整体式与磨碎后催化剂的活性。主要结论如下：CuO-CeO₂/M-γ-Al₂O₃具有较高的活性，研究发现负载在-Al₂O₃上并与CeO₂发生强相互作用的高分散CuO和负载在CeO₂上的CuO与CeO₂发生作用产生的氧空位协同作用是CuO-CeO₂/M-γ-Al₂O₃具有较高的活性的主要原因。制备CuO-CeO₂/M-α-Al₂O₃的最优条件是：以分散相浓度为88%的PS模板制备的大孔整体式α-Al₂O₃为载体；Cu/（Ce+Cu）摩尔比为0.15；700℃焙烧。CuO-CeO₂/M-α-Al₂O₃在高空速下具有较高的CO转化率：空速为21,000 h-1，气体组成为1% CO、1% O₂、50% H2和48% N2，在反应温度120 -160℃之间可以将CO浓度降低至100 ppm以下。与文献上报道的小型化反应器相比，本文制备的大孔整体式催化剂在较高的空速下达到CO净化要求，所以采用大孔整体式Al₂O₃作为载体，负载CuO-CeO₂催化剂实现了反应器的小型化。