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低温CO催化氧化反应在能源、环境、国防等众多领域中具有重要的研究与应用价值，而该反应的核心是选择性能优良的催化剂。负载型贵金属催化剂如Ag、Au和Pd等具有良好的催化性能，但其高昂的价格，低的抗卤素性限制了其广泛的应用。过渡金属铜和锰元素储量丰富、价格低廉，其复合氧化物具有优良的催化性能，被认为是代替贵金属催化剂催化氧化CO的潜在催化剂。海泡石（Sepiolite）属于一种富镁硅酸盐的天然粘土矿物，由于其较高的比表面积、阳离子交换性以及吸附性能被认为是一种优良的催化剂载体。本文以Ti改性海泡石（Ti-Sep）为载体，以Cu-Mn复合氧化物为活性组分，通过共沉淀法制备了yMn5Cu/Ti-Sep复合型催化剂并进行CO催化氧化研究。通过XRD、N2吸附/脱附、H2-TPR、O2-TPD及XPS等多种表征手段考察了催化剂的物理化学性质与催化性能的关系。 本论文通过共沉淀法制备的yMn5Cu/Ti-Sep样品具有典型的微孔-介孔结构，海泡石经钛改性后微孔数量及比表面积都显著增大从而有利于活性组分的分散，催化活性得到明显提高。研究表明共负载型yMn5Cu/Ti-Sep样品的催化活性高于单负载型5Cu/Ti-Sep和30Mn/Ti-Sep样品，并且Mn/Cu摩尔比明显影响样品的催化活性，样品的催化活性顺序为: 30Mn5Cu/Ti-Sep＞40Mn5Cu/Ti-Sep＞20Mn5Cu/Ti-Sep＞30Mn5Cu/Sep＞30Mn/Ti-Sep＞5Cu/Ti-Sep 在所有样品中，30Mn5Cu/Ti-Sep型催化剂表现出最佳的催化活性。在70℃时，30Mn5Cu/Ti-Sep型催化剂的反应速率为0.875μmol·g-1·s-1，T50％和T100％分别为56℃和86℃。XRD及SEM-EDS结果表明负载Cu，Mn或Cu-Mn混合氧化物后海泡石的结构没有破坏，且Ti和Cu物种均匀分布于改性的海泡石中，而锰物种形成了结晶相Mn2O3和MnO2。H2-TPR结果表明Ti改性后的粘土材料能够提高催化剂活性组分的分散度从而有助于铜-锰混合氧化物的还原，同时CuOx-MnO氧化物之间存在协同效应，并通过氢溢流作用促进氧化锰的还原。此外，XPS表征发现，具有最高活性的催化剂（30Mn5Cu/Ti-Sep）具有最强的氧移动性及Mn3+富集。通过各种表征手段得出结论，30Mn5Cu/Ti-Sep样品优异的催化性能与CuOx-MnO氧化物之间的强相互作用、良好的低温还原性以及高的氧移动性有关。 固定和移动源排放的氮氧化物(NOx)是大气环境的主要污染物，是造成酸雨、光化学烟雾及平流层臭氧损耗等诸多环境问题的主要因素。NH3选择性催化还原法(NH3-SCR)作为一种低成本、高效率的技术是去除固定污染源所排放NOx的最有效且应用最广泛的方法，而性能优良的催化剂是该技术的核心。目前，V2O5/TiO2类催化剂是应用最广泛的商业催化剂，具有脱硝效率高、选择性好、运行稳定等优点，但此类催化剂存在成本高且具有毒性的V2O5高温下易挥发造成钒元素易流失从而产生二次污染等问题。因此设计开发具有无V或低V含量的脱硝催化剂具有重要的现实意义。蒙脱石是一种比表面积高、热稳定性好及表面酸度丰富的粘土矿物。本论文以Ti柱撑蒙脱石(Ti-NLC)为载体，以V-Ce复合氧化物为活性组分，制备V-Ce/Ti-PILC复合型催化剂，研究了负载V-Ce对NO选择性催化还原反应的影响。通过XRD、N2吸附/脱附、H2-TPR、NH3-TPD及XPS等多种表征手段研究了催化剂物理化学性与催化剂活性的关系，并利用原位红外光谱技术深入研究了催化剂的反应机理。结果表明，Ti-PILC的比表面积高达168m2/g，远大于原矿粘土的48m2/g，且微孔体积明显增大。在所有V-Ce/Ti-PILC样品中，1V4Ce/Ti-PILC样品表现出最佳的催化活性，在280-430℃宽温范围内NO转化率超过90％，催化剂的NH3-SCR活性按如下顺序递减: 1V4Ce/Ti-PILC＞4Ce/Ti-PILC＞2V4Ce/Ti-PILC＞1V/Ti-PILC＞1V4Ce/Clay＞Ti-PILC＞Clay XRD结果表明V物种均匀分散在Ti-PILC载体上，而铈物种主要形成了结晶相CeO2。H2-TPR结果表明于Ti柱撑后的粘土载体有助于提高V-Ce复合氧化物种的分散度从而助于V-Ce混合氧化物的还原，同时共负载型yV4Ce/Ti-PILC样品存在一个较强的相互作用，这种相互作用会抑制了钒或铈物种的还原。此外，NH3-TPD及XPS表征发现1V4Ce/Ti-PILC催化剂具有高含量的表面化学吸附氧、Ce3+及酸度。 原位In situ DRIFTs技术应用于研究V-Ce/Ti-PILC型复合氧化物催化剂表面NH3和NO的吸附及其反应。结果表明，相对于其它样品，1V4Ce/Ti-PILC样品表面存在更多的Lewis和Br(φ)nsted酸性位点，其中吸附于催化剂酸性位点上的单齿硝酸盐是NH3-SCR反应中的主要活性物种，在V-Ce/Ti-PIL催化剂表面发生的NH3-SCR反应主要遵循E-R机理和L-H机理。