柴油车尾气中排放的碳烟颗粒物对环境和人类健康带来严重的危害。因此,如何有效控制颗粒物的排放受到研究者的广泛的关注。目前,解决这一问题最有效的技术是DPF（diesel particulate filters）技术。该技术的关键是开发一种高效的催化剂以降低碳烟的起燃温度。研究表明,碱金属催化剂具有优异的催化碳烟燃烧活性。然而对于其催化作用机理一直存在争议。大部分人认为碱金属能够增加催化剂与碳烟的接触效率,从而有效地促进碳烟氧化。而我们课题组在前期工作的基础上认为,碱金属物种除了作为助剂改善接触之外,其本身也具有催化活性。为了证明这一猜想,我们对催化剂进行了设计:将碱金属限域在具有孔道材料的催化剂中,使其不与碳烟接触。由于ZSM-5分子筛具有有序的三维微孔结构和阳离子交换能力。因此我们选取ZSM-5为载体,将碱金属（Na、K、Cs）用离子交换法引入ZSM-5微孔中,制备了M-ZSM-5-25（M=Na/K/Cs）催化剂,通过XRD、BET、SEM、ICP、FT-IR、Raman、XAFS、NH₃-TPD等手段对其物理化学性质进行表征,证明碱金属的存在位置位于离子交换位。并通过O₂-TPO和等温反应对其催化碳烟氧化表观活性和内在活性进行了探究。发现该类催化剂展现出了碳烟氧化活性,并且其活性与碱金属本身的性质有关。此外,对其催化碳烟氧化机理进行了研究,对不同K含量的ZSM-5的活性进行比较,发现随着K含量的增加,催化剂催化碳烟燃烧活性增强。并通过同位素示踪实验证实了K-ZSM-5能够使气相氧活化。气相氧的活化来源于活性组分K。将碱金属引入分子筛中,已经证明碱金属物种可以作为活性组分用于催化碳烟氧化。为了证明这一结论在其他体系中的适用性,我们设计了另外一种催化剂,将K引入到具有隧道结构的Ti O₂载体中,作进一步的研究。首先利用固相法制备了棒状的KTi₈O₁₆催化剂,发现K的加入,有助于改善Ti O₂催化碳烟燃烧活性。此外,为了进一步提高该类催化剂的活性,利用不同的方法对K含量进行了调控,制备了一系列形貌为颗粒状的K_xTi₈O₁₆催化剂。利用XRD、FT-IR、XAFS等技术确定了制备样品中K物种的存在状态。结合XPS和O₂-TPO表观活性测试,排除了氧空位对催化活性的影响。并且对催化剂内在活性进行测试,发现其与表观活性结果一致。该体系进一步证明了碱金属物种能够作为活性组分起到催化碳烟燃烧的作用。