大部分挥发性有机物（VOCs）不但污染环境而且还严重危害人类的身体健康。催化氧化法是消除VOCs的最有效方法之一,而催化剂是实现这一过程的关键。尖晶石型氧化物（AB₂O₄）具有较好的高温稳定性以及抗中毒能力,广泛应用于甲烷催化燃烧。过渡金属氧化物（如Co₃O₄等）由于储量丰富、价格便宜等而用于VOCs的催化消除。本论文采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）胶晶模板法和熔融盐法分别制备了三维有序大孔（3DOM）结构的CoCr₂O₄和八面体状Co₃O₄载体,并采用了聚乙烯醇（PVA）保护的还原法制备了xAuPd_y/3DOM CoCr₂O₄（x=0.98 wt%和1.93 wt%;Pd/Au摩尔比（y）=1.93和1.95）和xAuPd_y/Co₃O₄（x=0.18 wt%、0.47 wt%和0.96 wt%;Pd/Au摩尔比（y）=1.85、1.93和1.92）催化剂。利用多种技术表征了催化剂的物化性质,评价了其对甲烷、甲苯和二甲苯氧化反应的催化性能,建立了催化剂的物化性质与催化活性之间构效关系。论文取得如下主要研究结果:1.采用PMMA模板法和PVA保护的还原法分别制备了3DOM CoCr₂O₄及其负载AuPd合金（xAuPd_y/3DOM CoCr₂O₄;x=0.98 wt%和1.93 wt%;y=1.93和1.95）纳米催化剂。所制得催化剂均为立方相尖晶石结构,拥有高质量的3DOM结构,比表面积为33-36 m²/g,贵金属纳米粒子（平均粒径为3.3 nm）均匀地分散在3DOM CoCr₂O₄载体表面。1.93AuPd_1.95/3DOM CoCr₂O₄在空速为20000mL/（g h）下对甲烷燃烧表现出最高的催化活性,其T_10%、T_50%和T_90%（甲烷转化率分别为10%、50%和90%时的反应温度）分别为305 ^oC、353 ^oC和394 ^oC。水和SO₂均可影响催化剂的活性,其中因水引入而引起的催化剂失活是可逆的。研究结果表明,1.93AuPd_1.95/3DOM CoCr₂O₄的催化活性与其具有较高的比表面积、较高的吸附氧浓度、较低的低温还原性和AuPd合金与3DOM CoCr₂O₄之间的强相互作用有关。2.采用熔融盐法和PVA保护的还原法制备了Co₃O₄八面体及其负载AuPd（xAuPd_y/Co₃O₄;x=0.18 wt%、0.47 wt%和0.96 wt%;y=1.85、1.93和1.92）合金纳米催化剂。采用熔融盐法制备了具有规整八面体状Co₃O₄,棱长为300 nm。粒径为2.7–3.2 nm的AuPd合金粒子均匀分散在Co₃O₄表面。在所有催化剂中,0.96AuPd_1.92/Co₃O₄具有最好的低温还原性、最高的吸附氧浓度且对甲苯和邻二甲苯的催化氧化具有最高的催化活性（当空速为40000 mL/（g h）时,甲苯和邻二甲苯的转化率达到90%时的温度分别为180 ^oC和187 ^oC）。可以认为,Co₃O₄八面体负载AuPd合金纳米粒子的优异催化活性与AuPd纳米粒子和Co₃O₄之间的强相互作用以及较高的吸附氧浓度有关。