近年来,我国多个地域连续发生严重雾霾灾害,对于环境和人类健康的伤害也日益严重,其主要的排放源头之一是柴油车尾气排放污染物,为此各个国家的柴油车排放标准日趋严格。利用催化剂对柴油车尾气进行净化是目前最常用的技术之一,也是柴油机尾气中炭烟颗粒治理最合理,最有效并且最彻底的措施,其主要部分是制备新型高效炭烟燃烧催化剂。催化炭烟颗粒物燃烧反应通常被看作是催化剂-炭烟颗粒物-气体等多相相互接触的深度催化氧化反应,这导致炭烟氧化反应对于催化剂的构型十分敏感,因此通过调变催化剂特殊的体貌结构来改变催化剂的活性,不仅对于多相催化反应具有重要的基础研究意义,而且具有重要的环保意义。本论文针对新型结构催化剂的设计主要表现在两个方向:一是改善已有材料的性能,将催化剂制备成三维有序大孔结构,利用孔道效应提高催化剂对炭烟的接触性能;二是调变催化剂组成,提高催化剂对氧分子的活化性能。从而本论文选用Al₂O₃作为载体,在其表面担载贵金属-金属氧化物核-壳结构的纳米颗粒,提高炭烟催化燃烧反应速率。采用XRD、BET、SEM、TEM、ICP以及H₂-TPR等一系列技术表征材料的物理化学性能,并结合动力学系统研究催化剂形貌结构与催化性能之间的关系。主要内容和结论如下:（1）通过无皂乳液聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯微球,并将其离心组装成整齐的晶体模板,利用CCT法合成了3DOM Al₂O₃。研究发现,3DOM Al₂O₃孔道整齐排列,孔径和壁厚大体一致,同时还能观察到各个大孔下方存在多个相互连通的小孔窗结构,经测量孔径尺寸大约为320 nm,并且负载纳米颗粒后催化剂结构依然保持完整。（2）利用气膜辅助还原-沉淀法合成3DOM Al₂O₃担载Pt-TMO（Mn₂O₃,Fe₂O₃,Co₃O₄,NiO,CuO）核-壳结构催化剂。研究表明:Pt-TMO展示了清晰的核壳结构,平均粒径尺寸为3.8-5.5nm,且随着氧化物增加,纳米颗粒尺寸变大。其中3DOM Pt@Co₃O₄/Al₂O₃催化剂对炭烟燃烧反应的催化效果最好,其活性T₁₀,T₅₀,T₉₀,S^m_CO2分别为280,341,382℃,98.29%。（3）通过改变过渡金属氧化物的种类和用量,核-壳结构纳米催化剂展现了较高的稳定性,通过活性数据的对比发现,我们所设计的新型结构催化剂对催化炭烟燃烧效率产生了一个正向效应。核壳结构催化剂的活化能Ea（46⁶8KJ/mol）低于Pt/Al₂O₃催化剂的E_a（94 KJ/mol）,3DOM Pt@TMO/Al₂O₃具有更强的活化氧能力。（4）利用气膜辅助还原-浸渍法合成核壳结构催化剂,3DOM Pt@KO_x/Al₂O₃-x催化剂活性数据表明:碱金属氧化物与Pt发生相互作用,使炭烟燃烧活性的T₁₀,T₅₀,T₉₀降低,S^m_CO2升高。与过渡金属相比,碱金属催化剂具有更优异的低温起燃性能(T₁₀较低),这是由于碱金属的电子在低温下具有更好的表面迁移能力。（5）采用XRD、BET、SEM、TEM和H₂-TPR等技术揭示催化剂的物理化学性质,并探究催化剂表面的活性氧物种种类和数目。核壳结构具有丰富的活性位点,强的活化小分子能力,促进炭烟的间接氧化,Pt-MO之间强的相互作用对于催化剂的稳定性起着重要的作用,同时也对炭烟燃烧性能具有决定性作用。