在多相催化领域中,影响催化剂催化性能的结构因素众多,其中氧化物载体的形貌依赖效应以及金属—氧化物载体之间的相互作用影响至关重要。近来形貌可控的纳米晶合成技术得到了很大的发展,提供了接近真实粉末催化剂的体系,探讨在不同反应气氛下催化剂表面结构对催化性能关系的影响。本文分别利用以暴露{001}、{100}和{101}为主的多种形貌的TiO₂纳米晶为载体,合成了为～11%wt.的三种形貌的CuOx/TiO₂纳米催化剂（x=0或1）,作为过量O₂存在下的CO氧化反应（氧化性气氛）和水气变换反应（还原性气氛）的催化剂,实验观察到较强的Ti02形貌依赖效应。其中,Cu2O-TiO₂相互作用最强的是CuO-TiO₂{001}纳米催化剂,而Cu-TiO₂ {100}纳米催化剂的Cu-TiO₂相互作用最强。不同形貌的CuO/TiO₂纳米催化剂在CO氧化反应中的催化活性与不同形貌的Cu/TiO₂纳米催化剂在WGS反应中遵循相同的顺序:CuOx/TiO₂{100}>CuOx/TiO₂{101}>CuOx/TiO₂{001},同时所有的 CuO/TiO₂纳米催化剂在CO氧化气氛中表现出良好的反应稳定性,而所有的Cu/TiO₂纳米催化剂在WGS反应中则均会发生失活现象。研究发现,CO氧化过程中CuO/TiO₂纳米催化剂的活性结构为CuO物种,而WGS反应中Cu/TiO₂纳米催化剂的活性结构为Cu-TiO₂界面,与Cu-TiO₂相互作用有关。同时,Cu/TiO₂纳米催化剂中负载的铜纳米颗粒在5%CO/Ar气氛中高温下容易团聚,导致WGS反应失活。这些结果不仅揭示了 CuOx/TiO₂纳米催化剂中形貌依赖的CuOx-TiO₂相互作用,同时揭示了 CuOx/TiO₂纳米催化剂的反应依赖的活性结构。