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催化燃烧法是一种有效治理挥发性有机化合物VOCs (Volatile organic compounds)污染的技术之一。目前面临急迫解决的一个突出问题是,在实际工况中由于水蒸气的存在会导致催化剂活性的急剧下降而影响VOCs的降解效率,因此,研究和开发高活性同时又具备高憎水性的非贵金属催化剂,这对于治理我国南方潮湿环境下的VOCs污染具有非常重要的意义。本文围绕着在高湿度环境下催化燃烧VOCs面临的催化剂抗湿性能差的难题,从理论层面上研究了催化剂的表面性质与其催化氧化VOCs活性和抗水蒸气负面影响的关系；从技术层面上,研制出新型高活性高憎水性的过渡金属基负载型催化材料。本文研究了单组分负载型堇青石催化剂(CoOx/Cordierite, MnOx/Cordierite, CrOx/Cordierite)催化燃烧甲苯的活性。研究结果表明：催化剂CoOx/Cordierite催化燃烧甲苯的活性最高；用乙二醇法制备的催化剂CoOx/Cordierite-EG的催化活性要高于采用浸渍法制备的CoOx/Cordierite的活性,发现这是因为Co物种在催化剂CoOx/Cordierite-EG表面主要是以Co2+的化学价态存在,并且具有更好的分散性。这是本文的创新之处。本文研究了水蒸气对催化剂CoOx/Cordierite, MnOx/Cordierite和CrOx/Cordierite的活性的影响。水蒸汽的存在会导致这三种催化剂的活性下降,这是由于水分子在表面上形成竞争吸附,它们受水蒸汽负面影响大小的顺序为：CoOx/Cordierite> MnOx/Cordierite> CrOx/Cordierite。H2O-TPD分析表明：水蒸气与催化剂CrOx/Cordierite表面的结合能力要弱于其他二种催化剂,因此它的抗水蒸汽影响的能力最强。本文研究了二元复合型催化剂,分别将不同的元素(Mn、Ce、Fe、Cr)掺杂到催化剂CoOx/Cordierite中。研究结果表明：Mn和Ce元素掺杂到CoOx/Cordierite中,能够有效提高催化剂的抗水蒸气的能力；然而Fe和Cr元素的掺杂却会导致催化剂的抗水性能下降。H2O-TPD分析结果表明催化剂CoCe(0.4)Ox/cordierite与水分子的吸附力最弱,使得该催化剂的催化活性受到水蒸气的负面影响最小,其抗湿性能也最好。Ce元素掺杂后的催化剂CoCe(0.4)Ox/cordierite,其表面的Co2+的百分含量得到了增加,而Co3+的百分含量却明显减少,从而削弱了其表面对水分子的吸附能力、增强了其抗湿性能。当相对湿度从55%增至90%时其对甲苯转化率基本维持稳定,其憎水性能明显优于目前文献报道的催化剂。这是本文的创新之处。本文研制了铜锰负载型催化剂并考察了其催化燃烧甲苯的性能。结果表明：复合型铜锰催化剂催化燃烧甲苯的活性要高于各自单组分催化剂的活性。当Cu/Mn匕为1：1时,催化剂CuMn(1)Ox/γ-Al2O3催化氧化甲苯的活性最高,其T90为229℃;XRD、TPR和XPS等分析结果表明：在此催化剂表面存在着Cu1.5Mn1.5O4晶相,从而使得其能够在较低的温度下催化燃烧甲苯。这也是本文的新意之处。本文采用级数动力学模型、MVK动力学模型模拟了催化剂CuMn(1)Ox/γ-Al2O3催化燃烧甲苯的动力学过程。研究结果表明：基于氧化-还原机理的MVK动力学模型适合用来描述甲苯在催化剂CuMn(l)Ox/γ-Al2O3上的催化燃烧反应过程。本文研究了不同载体(γ-Al2O3, TiO2, Cordierite)负载的铜锰催化剂催化燃烧甲苯的活性和抗湿性能。三种催化剂的活性受水蒸汽负面影响大小的顺序为：CuMn(1)Ox/γ-Al2O3> CuMn(1)Ox/TiO2> CuMn(1)Ox/Cordierite。H2O-TPD分析表明：水蒸气与催化剂表面的结合能力的大小顺序为CuMn(1)Ox/γ-Al2O3> CuMn(1)Ox/TiO2> CuMn(1)OX/Cordierite。综合分析表明：催化剂CuMn(1)Ox/Cordierite与水分子结合能力最弱,因此它的催化活性受到水蒸气的负面影响最小,其抗湿性能最强。这是本文的新意之处。本文研制了MnCe(y)Ox/TiO2催化剂并考察了其催化燃烧甲苯的性能。研究结果表明：催化剂MnCe(y)Ox/TiO2对甲苯均有优良的催化活性,其中催化剂MnCe(0.1)Ox/TiO2催化燃烧甲苯的活性最好,这是因为掺杂适量Ce元素能够提高催化剂活性组分的分散和晶格氧的迁移能力,从而提高了催化剂活性。同时,催化剂MnCe(0.1)Ox/TiO2抗水蒸气负面影响能力也得到明显提高。这是本文的创新之处。本文研究了采用超声-氢气还原联合制备CuMnCe(y)Ox/TiO2三元复合催化剂。研究表明：当Cu:Mn:Ce的摩尔比为1：1：0.25时,催化剂CuMnCe(0.25)Ox/TiO2催化燃烧甲苯的活性最高,在甲苯浓度为5.956g/m3以及空速为23000h-1的条件下,甲苯的转化率达到90%时的温度为201℃,其活性已超过目前文献报道的各种非贵金属负载型催化剂的催化活性,已达到或接近国际上报道的贵金属催化剂的活性水平,是本文的创新之处。