CeO₂是一种重要的稀土氧化物，通过Ce⁴⁺和Ce³⁺之间的氧化还原循环使CeO₂具有较强的储放氧能力，对许多催化反应有较大的促进作用，为提高CeO₂的催化性能，人们对CeO₂复合氧化物进行了大量的研究。当CeO₂晶格中部分Ce⁴⁺被其他阳离子取代形成固溶体时，由于阳离子半径的差异导致CeO₂晶格畸变和表面缺陷，固溶体的生成促进了体相氧的氧化还原，储放氧能力提高，从而使催化剂的活性得到提高。本文采用溶胶凝胶法和共沉淀法制备了Ce_1-xFe_xO₂复合氧化物，以CH₄催化燃烧为探针反应，研究了Fe₂O₃的掺杂量、不同沉淀剂、不同制备方法和不同焙烧温度对Ce_1-xFe_xO₂复合氧化物催化剂甲烷催化燃烧性能的影响，并比较了以Ce_0.9Fe_0.1O₂和γ-Al₂O₃为载体及NiO为活性组分的催化剂甲烷催化燃烧性能。采用XRD、DRS、比表面积孔径测定、H₂-TPR等技术对催化剂进行了表征。1．采用溶胶凝胶法和微波技术制备了不同Fe₂O₃掺杂量的Ce_1-xFe_xO₂复合氧化物。研究结果表明，Fe₂O₃的掺杂能够提高CeO₂的甲烷催化燃烧性能，特别是Fe₂O₃掺杂量为10％的Ce_0.9Fe_0.1O₂复合氧化物催化剂表现出最好的甲烷催化燃烧活性，其起燃温度(T₁₀)和完全转化温度(T₉₀)分别为415℃和550℃，比CeO₂分别下降了60℃和113℃。Fe₂O₃的掺杂能够提高CeO₂的比表面积，同时由于金属离子Fe和Ce的价态和离子半径不同，Ce_0.9Fe_0.1O₂固溶体形成的氧缺位使反应物更容易活化，从而提高了甲烷催化燃烧性能。2．采用共沉淀制备的Ce_0.9Fe_0.1O₂复合氧化物，考察了不同沉淀剂（（NH₄）₂CO₃、NH₃·H₂O以及NH₃·H₂O+（NH₄）₂CO₃混合溶液）对催化剂甲烷催化燃烧性能的影响。结果表明，NH₃·H₂O+（NH₄）₂CO₃混合溶液是一种较好的沉淀剂，以该沉淀剂制备的催化剂的比表面积较大、粒径较小、Ce⁴⁺（?）Ce³⁺还原对数量较多，且CH₄催化燃烧的表观活化能较低。3．研究了溶胶凝胶法和共沉淀法等制备方法对Ce_0.9Fe_0.1O₂复合氧化物催化剂甲烷催化燃烧性能的影响，其中以共沉淀法制备的Ce_0.9Fe_0.1O₂复合氧化物具有较高的甲烷催化燃烧性能。4．考察了不同焙烧温度对Ce_0.9Fe_0.1O₂复合氧化物催化剂甲烷催化燃烧性能的影响。结果表明，不同焙烧温度制备的Ce_0.9Fe_0.1O₂复合氧化物催化剂均具有介孔特点，500℃焙烧的催化剂具有较大的比表面积、较小的粒径和较强的还原性能，其甲烷催化燃烧性能较好。不同焙烧温度的催化剂的甲烷催化燃烧活性顺序为Ce_0.9Fe_0.1O₂（500）＞Ce_0.9Fe_0.1O₂（600）＞Ce_0.9Fe_0.1O₂（700）。5．以Ce_0.9Fe_0.1O₂和γ-Al₂O₃为载体制备了负载型NiO催化剂，研究了载体对NiO催化剂甲烷催化燃烧性能的影响。研究结果表明，NiO能够高度分散在Ce_0.9Fe_0.1O₂表面，两者之间发生了一定的相互作用；而NiO和γ-Al₂O₃生成了少量的NiAl₂O₄，NiAl₂O₄的生成抑制了NiO的甲烷催化燃烧性能。因此，尽管NiO／Al₂O₃具有更大的比表面积，但其甲烷催化燃烧性能却低于NiO／Ce_0.9Fe_0.1O₂催化剂。