挥发性有机物（VOCs）严重影响着人们的健康和社会的发展,治理空气中的VOCs成为当下研究的热点。基于多相催化机理的催化燃烧法具有处理温度低、处理效率高、无二次污染、可连续操作、处理量大等优点,广泛应用于工业废气、汽车尾气等气体中VOCs的去除。催化燃烧所用催化剂包括贵金属型催化剂和非贵金属型催化剂两类。虽然贵金属催化剂具有起燃温度低、活性高等优点,但高昂的价格、容易失活制约着其工业应用。针对于此,本文以甲苯为目标污染物,以铜锰复合氧化物为催化剂,进行了甲苯催化燃烧性能研究并且对催化剂的制备参数进行了优化;并进一步对优选后的催化剂进行了稳定性以及催化机理的分析。本论文主要工作如下:为解决传统铜锰氧化物催化活性较低、分散性较差等问题,以儿茶酚结构的短链盐酸多巴胺作为表面活性剂,通过一锅溶剂热法制备了形貌可控、尺寸可调、分散度高、催化活性优良的铜锰氧化物催化剂,并对其进行表征和优化。结果表明:铜锰氧化物催化剂的最佳合成条件为温度160℃、时间14 h、DA 0.10 mmol、焙烧温度500℃、焙烧时间4 h;被盐酸多巴胺改性的铜锰催化剂表面具有不同的形态。铜锰摩尔比为2、1、1/2的催化剂分别呈六边形形状、规则四边形和球形的形貌,具有高分散性;经BET表征分析,铜锰氧化物系列催化剂的比表面积和孔径均较小;铜锰摩尔比为1的催化剂主要形成了CuMn₂O₄晶相,表现出最高的催化燃烧活性,其T₅₀（205℃）和T₉₀（221℃）温度远低于其他催化剂,表明该催化剂在低温段、高温段的催化燃烧活性都较高。为改善铜锰氧化物的比表面积和孔径,进一步提高对甲苯的催化性能以及降低催化剂的制备成本和能耗,本研究首先对天然坡缕石载体进行了提纯分离、酸活化处理以得到纯度较高的酸性坡缕石,然后以预处理后的坡缕石作为催化剂载体,分别采用具有儿茶酚结构的短链盐酸多巴胺（DA）和3,4-二羟苯基丙酸（DHCA）、长链的十二烷基苯磺酸钠（SDBS,阴离子型）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB,阳离子型）以及聚乙二醇（PEG,非离子型）作为表面活性剂,通过共沉淀法制备了大比表面积、形貌可控、尺寸可调、催化活性优良的铜锰/坡缕石催化剂,并对其进行表征和优化。结果表明:铜锰/坡缕石催化剂的最佳合成条件为共沉淀pH 10、反应温度50℃、老化时间24 h、搅拌速度400 r/min、焙烧温度500℃、焙烧时间4 h;被不同类型表面活性剂表面改性的铜锰/坡缕石催化剂,具有不同的形貌和结构特征。相较而言,以非离子型PEG为表面活性剂时,其形貌、晶相和分散性最优;被PEG改性的不同铜锰配比的催化剂具有相似的形貌、较好的分散性,并且良好的保持了坡缕石的棒晶结构。其中,铜锰摩尔比为1的铜锰/坡缕石催化剂形成了有助于催化的CuMn₂O₄尖晶石结构物相,并且T₅₀和T₉₀温度远小于铜锰氧化物催化剂;通过共沉淀法制备的不同配比的催化剂均具有较大的比表面积和孔径,从而有效的解决了铜锰氧化物催化剂比表面积很小的问题;空速、甲苯浓度等工况条件均对催化燃烧效果有重要的影响。本文还对铜锰复合氧化物催化剂的稳定性和催化机理进行研究。结果表明,催化剂连续运行60小时,铜锰氧化物和铜锰/坡缕石催化剂对甲苯的去除率始终保持在98%、98.5%以上;铜锰复合催化剂主要以铜锰为活性组分,通过不断地吸附-氧化-脱附循环过程,能够有效快速地使甲苯完全转化为无毒无害的物质。