挥发性有机物（Volatile organic compounds,VOCs）是形成臭氧（O3）和细颗粒物(PM2.5)的重要前体物,其排放对人体健康及大气环境造成严重危害。因此,需要利用科学有效的技术对VOCs的排放进行控制。催化氧化是目前治理VOCs最有效的技术之一,研发高效、稳定、低成本催化剂是该技术的关键。金属氧化物催化剂由于其相对贵金属催化剂具有更低的成本和更高的催化稳定性已实际应用于VOCs净化,而利用复合金属氧化物能够有效弥补其催化活性的不足。因此,本文制备了一系列Cu-Mn、Cu-Ce复合金属氧化物催化剂,探讨了金属间相互作用对催化剂物化性质及催化活性的影响,并结合原位红外技术进一步研究了催化剂上的甲苯氧化机理。本研究主要内容与结论如下:（1）通过不同铜锰比调控CuO-MnO2催化剂的催化活性及物化性质,发现当Cu:Mn摩尔比为1:3的Cu1Mn3催化剂具有最佳的甲苯催化性能,同时具有最低的表观活化能,有利于甲苯的快速氧化。通过XRD、SEM、BET、XPS、O2-TPD、甲苯-TPD表征分析发现,催化剂中不同的铜锰比会对催化剂的物化性质产生不同程度的影响。其中,Cu与Mn的复合能够有效提升催化剂的比表面积。同时,随着Cu的引入,Cu-Mn间活跃的电子转移导致催化剂上出现更多有利于VOCs降解的高价态Mn物种(Mn3+、Mn4+),并产生丰富的氧空位以及促进MnO2中晶格氧的迁移。此外,Cu-Mn复合还能有效提升催化剂对甲苯的吸附能力。其中,Cu1Mn3优异的催化活性得益于其的大比表面积,最高的氧空位浓度、Mn3+含量和甲苯吸附能力。此外,研究发现在催化剂中的晶格氧在较高温度下的发生解吸并与吸附氧共同参与甲苯的氧化反应。（2）利用水热法成功在CeO2纳米棒上原位生长CuO颗粒以合成Cu1Ce2复合金属氧化物催化剂,并合成了单组分CeO2和CuO催化剂。通过催化活性测试发现,Cu-Ce复合的Cu1Ce2的甲苯催化活性远优于单组分催化剂,同时其具有良好的催化稳定性和抗水性。通过BET、TEM、SEM、XPS、UV-Raman、H2-TPR、O2-TPD表征分析发现,Cu-Ce相互作用明显影响了催化剂的物化性质。其中,Cu1Ce2催化剂保留了CeO2的立方萤石晶相,并且能观察到部分CuO的衍射峰,同时其具有最大的平均孔径和平均孔容,有利于污染物分子的吸附和扩散。Cu1Ce2上主要存在细分散的CuO簇和块状CuO,细分散的CuO能够和CeO2产生强烈的相互作用。此外,发现Cu-Ce相互作用可以促进CuO和CeO2之间的电子转移(Cu2++Ce3+（?）Cu++Ce4+),有利于改善Cu1Ce2催化剂的氧化还原性能,提高催化剂的氧空位浓度和晶格氧的迁移率,从而获得优异的甲苯催化性能。（3）通过原位红外光谱技术分析研究得知,甲苯氧化反应途径为:首先,甲苯由于甲基上的C-H键断裂而被迅速吸附、活化形成苄基;然后,苄基进一步氧化为苯甲醛,苯甲酸酯,然后通过芳香环的破坏生成短链碳酸盐,最后深度氧化为CO2和H2O。在贫氧条件下,催化剂上的活性氧物种无法通过气相氧得到及时补充,芳香环C=C键的裂解受到抑制,会导致酚盐物种（C6H5OH）大量积累并与催化剂中的晶格氧发生反应产生顺丁烯二酸酐等副产物。此外,CuO-CeO2催化剂与单组分金属氧化物催化剂上的主要吸附物种不同,而CuO-MnO2催化剂与单组分催化剂的主要吸附物种一致。其中,苯甲酸酯物种的C=C键断裂为反应的控速步骤。Cu-Ce、Cu-Mn相互作用能够导致丰富的氧空位产生和氧物种的高迁移率,从而加速催化剂上苄基物种转化和芳香环C=C键的裂解,有利于甲苯的快速降解。