CO氧化在治理环境污染特别是净化汽车尾气和工业废气等领域具有广泛的应用,因此设计制备具有高效催化CO氧化性能的催化剂是近年来学者们研究的热点方向。CeO2由于具有独特的电子结构和储氧释氧能力,常被用来作为载体负载金属应用于催化CO氧化反应中。研究表明,CeO2基催化剂在CO氧化反应中表现出来的性能与CeO2的形貌,比表面积,表面缺陷等因素紧密相关,尤其是与CeO2表面氧空位的浓度有直接关系。因此,如何通过物理化学手段来实现CeO2表面氧空位的浓度可控调节,进而提高催化剂的本征活性,是CeO2基催化剂在热催化领域广泛应用的关键。本论文通过液氮快速冷冻法设计合成CeO2纳米片,进一步地,将金纳米颗粒（AuNP）负载于所制备的二维CeO2纳米片,所得的催化剂表面具有高的氧空位浓度;与传统的三维CeO2材料包括纳米多面体,纳米颗粒,纳米立方体做对比,研究AuNP/CeO2催化剂表面氧空位浓度对CO氧化反应性能的影响,结果显示AuNP/CeO2纳米片催化剂的性能要明显优于其他催化剂。同时,本论文还研究了在CO氧化过程中催化剂的活性中心组成和结构,并对其反应机理提出了合理的假设,具体的内容如下:（1）AuNP/CeO2纳米片催化剂材料制备。以氧化石墨烯（GO）作为模板,通过液氮快速冷冻法合成前驱体,通过优化煅烧实验条件,发现在空气400℃煅烧4 h,可以成功制备出超薄的CeO2纳米片,而其他三维形貌（纳米多面体,纳米颗粒,纳米立方体）的CeO2通过水热法合成,再通过胶体沉积法制备了不同形貌的1%AuNP/CeO2催化剂;BET、XPS、Raman测试结果表明1%AuNP/CeO2纳米片催化剂具有高比表面积和高浓度的Ce3+,在CO氧化反应中表现出优异的催化活性和稳定性,在94?C时,CO的转化率可以达到90%。（2）AuNP/CeO2纳米片催化剂催化CO氧化性能的研究。通过原位漫反射红外光谱（in situ DRIFTS）追踪1%AuNP/CeO2纳米片催化剂表面金物种的结构演变过程。在经过300℃空气活化后,金物种Au°转化成Au+,可能是因为金颗粒再分散成更小的颗粒和团簇结构,在CO氧化过程中金物种Au+起主要作用,是催化活性位点,金物种Au°和Au+可以可逆转变,而且催化活性物种Au+的形成是一个动态过程。此外,我们还对其反应机理进行了讨论,认为该催化剂催化CO氧化反应遵循Mars-van Krevelen（M-vK）机理。