柴油车尾气中排放的NO_x、苯系物和颗粒物质（PM）是室外空气污染物主要来源,严重威胁人类生存环境和身体健康。目前,采用柴油车尾气过滤器和低温高活性催化剂结合是有效消除PM方法之一。三维有序多孔整体式催化剂表面有一层微观结构排列规整的活性组分,其孔径大小处于200³00 nm,呈层状排列。这种特殊结构既能增大催化剂的比表面积,又能促进碳烟颗粒物与催化剂的充分接触。在催化氧化碳烟颗粒物方面,与普通捕集器催化剂相比,三维有序多孔整体式催化剂更具优势。本研究课题以堇青石为基底,ZrO₂纳米溶胶为助剂,PMMA为模板剂,采用浸渍涂覆法在堇青石基底表面成功构筑一层三维有序大孔结构。本文首先探究了助剂、PMMA模板剂以及活性组分前驱体溶液的涂覆时间、涂覆次数、固化温度和固化时间等因素对活性组分负载量的影响,确定了负载量达到最佳的制备条件。其次研究了Ce含量对MnO_x-CeO₂和CuMn_2-xCe_xO₄催化性能的影响。对整体式催化剂采用了XRD、SEM、BET、Raman、XPS等一系列方法进行表征并测试了碳烟的催化活性。最后,评价了经过老化处理和抗水性处理催化剂的催化碳烟燃烧活性。本研究成功在堇青石基底表面构筑一层三维有序大孔结构。基底表层的大孔通过一个直径为60±5 nm的小窗口相互连接,且下一层结构高度可见。聚合物模板剂在焙烧过程中熔化引起孔结构收缩,导致制备出来的孔径大小为160±10 nm,略小于PMMA直径。大孔结构不仅能增加整体式催化剂的比表面积,还能提高气流流通性,增加催化剂和碳烟的接触面积,相比于无孔颗粒暴露更多活性位点,促进碳烟燃烧。对不同Ce含量的MnO_x-CeO₂催化剂研究表明:随着Ce含量的增加,Mn逐渐进入CeO₂晶格,抑制CeO₂晶粒生长,造成CeO₂结晶度下降,催化剂的比表面积增加;当Mn和Ce的摩尔比超过1:1时,Mn含量超过CeO₂晶格能容纳的最大量,出现聚合态MnO_x,Mn⁴⁺数量、Ce³⁺/(Ce³⁺+Ce⁴⁺)值和氧空位浓度下降,催化剂的活性也减弱。对不同Ce含量的CuMn_2-x-x Ce_xO₄催化剂研究表明:尖晶石结构的四面体位置被Cu²⁺占据,八面体位置被Mn³⁺占据。CeO₂含量较低时充当负载孔阻隔剂,含量较高时为样品提供主要的结构特性。随着铈含量的增加,CeO₂的萤石相峰逐渐增长。Ce含量超过0.3时,萤石晶格中引入锰或铜异质,晶格收缩,锰铈固溶体分离并降低碳烟催化活性。