挥发性有机物（VOCs）对自然环境和人类健康造成极大的危害,其来源广泛、是形成大气悬浮颗粒的重要前驱体。甲苯是典型的芳烃类VOCs污染物之一,催化氧化法是目前公认的有效处理VOCs的方法之一。设计合成一种具有较高活性、稳定性和低成本的催化剂是去除甲苯气体的首要工作。CeO2凭借其优异的储氧能力和较高的氧化特性,被广泛应用于环境催化。本文以铈基催化剂为研究对象,通过添加不同过渡金属和改变制备方法,调节铈基催化剂的储氧性能及氧化还原特性,研究催化剂的储氧性能与催化性能之间的关系,并结合动力学分析,揭示了铈基催化剂催化氧化甲苯的反应机理。本文主要研究内容与结论如下:采用浸渍法在商品CeO2上引入过渡金属M（M=Cu、Mn、Co、Ni、Fe）合成了一系列的MCeOx催化剂,研究了不同过渡金属对催化剂氧化还原特性、储氧量、氧空位的影响,及其对MCeOx的催化氧化甲苯性能的影响规律。发现催化氧化甲苯性能的活性顺序为:Cu CeOx＞Co CeOx＞Mn CeOx＞Fe CeOx＞Ni CeOx,其中Cu CeOx催化剂氧化甲苯表现出最好的催化活性,T10、T50和T90温度分别为233°C、264°C和303°C,相比于CeO2,T10降低了115°C。结构表征表明过渡金属的添加并未改变CeO2晶体结构,主要改变了催化剂的储氧能力（储氧量、储氧速率）。进一步关联发现,催化剂的活性与储氧能力呈正相关关系。动力学分析结果表明Cu CeOx催化氧化甲苯反应遵循MVK机理。采用CeO2纳米棒,双金属共水热合成的棒状MCeOx-R（Fe、Cu、Mn、Co、Ni、Zr）催化剂,发现Zr CeOx-R催化剂催化氧化甲苯性能最佳,T10、T50和T90的数值为201,236,334°C。结构表征表明,Zr的添加能够有效提升晶格氧的含量和Ce3+的含量,产生更多氧空位,进而提升催化甲苯反应性能。动力学分析结果表明,Zr CeOx-R催化氧化甲苯同样遵循MVK机理。以上工作阐明了过渡金属的添加对铈基催化剂的储氧性能的影响规律,阐明了铈基催化剂对甲苯催化氧化的反应机理,对今后设计与开发新型铈基甲苯催化氧化催化剂具有指导作用。