目前,全球的大多数船舶,以及港口机械和港区内货车仍以柴油作为燃用油,这些柴油机排放的废气中含有大量的颗粒物。颗粒物不仅会危害人体健康,诱发癌症,其含有的黑碳和硫酸盐等成分还会破坏生态环境,加剧气候变化。催化燃烧是柴油机后处理中应用较为广泛的技术,其核心是低温高性能催化剂。Co3O4因其价格低廉,稳定性好等优势近年来备受关注,银相较于商用铂基催化剂的成本更低,在无NOx中表现出较好的炭烟催化活性。然而关于Co3O4的低温催化活性不足、银基催化剂的负载量过高和易失活等问题也亟待解决。本文根据炭烟催化氧化为固-固-气反应体系的特点,通过简单制备方法合成了不同金属替代的系列钴基尖晶石,并进一步负载了1 wt.%的银,在降低负载量的同时获得高性能银/钴基催化剂,并具有较好的反应稳定性。（1）以金属离子取代策略调整离子配位状态来优化催化性能,控制溶剂热温度制备了球状钴基尖晶石XCo2O4（X=Co,Ni,Mn,Cu和Fe）,通过XRD、BET、SEM、Raman、XPS和H2-TPR探究催化剂组分与催化性能之间的构-效关系。结果显示Ni、Cu和Mn金属离子的替代都可以提高Co3O4在紧密接触条件下的炭烟燃烧活性。其中,镍钴之间的协同作用诱导Ni Co2O4产生更多的Co3+和相对较多的结构缺陷,因此具有丰富活性氧物种的Ni Co2O4在系列钴基催化剂中表现出最高的炭烟燃烧性能,其T50为361℃。（2）以系列钴基尖晶石为载体,负载了1 wt.%的银,制备了低温高活性银/钴基催化剂,通过XRD、BET、TEM、ICP、H2-TPR和XPS等探讨了银负载对催化性能及理化性质的影响,发现银对不同钴基复合氧化物的提升作用不同,其中Ag/Ni Co2O4在紧密接触条件下表现出最佳性能(T50=265℃)。结合O2-TPD和原位拉曼技术对Ag/Ni Co2O4催化氧化炭烟的反应机理进行研究,发现Co3O4、Ni Co2O4和Ag/Ni Co2O4催化剂的Co3+浓度与炭烟活性T50有较好的线性关系,与Oα相对含量也存在正向相关,此外Ag和Ni的引入还有助于提升晶格氧的流动性。结果表明,含有更多Co3+和表面氧缺陷的含量、更强的低温还原性能以及更好的供氧能力是Ag/Ni Co2O4催化剂在紧密接触下具有高效催化活性的原因。（3）进一步考察了Co3O4、Ni Co2O4和Ag/Ni Co2O4催化剂在复杂工况条件下的催化性能,利用NO-TPO和原位红外技术探究了NOx气氛对炭烟催化反应的作用机制,通过循环稳定性、重现性、抗水性和抗灰分等多方面测试对催化剂进行了综合评价。结果表明,较强的NO氧化和硝酸盐储存能力是Ag/Ni Co2O4在NOx气氛下具有优异活性的关键(T50=372℃)。在不同接触模式和反应气氛下都表现出较好的低温催化活性和反应稳定性的Ag/Ni Co2O4催化剂具备一定的应用潜力。总之,本文针对钴基尖晶石低温催化活性较差、银基催化剂稳定性不足的问题,研制了具有去除炭烟颗粒应用潜力的Ag/Ni Co2O4催化剂,并探讨了金属取代与负载对催化氧化炭烟性能的影响及反应机理,为后续钴基尖晶石的应用开发提供了一定的理论基础。