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含氯VOCs一般具有较高毒性,是目前受到广泛关注的大气主要污染物之一。催化燃烧技术为目前控制含氯VOCs排放最有效的方法之一,该技术的关键在于高性能催化剂的开发。催化氧化不完全、更高毒性副产物的生成、催化剂中毒等现象在含氯VOCs催化燃烧过程中经常发生。本文选取二氯甲烷(DCM)为探针反应物,研究开发具有良好低温活性、选择性、抗中毒性能的改性铈钛基催化剂,以期为含氯VOCs完全催化氧化降解和催化剂中毒等问题作出积极有益的探索。首先,考察了不同活性组分、不同类型二氧化钛载体对催化剂降解DCM催化活性的影响。其中以水热法制备的锐钛矿Ti02纳米颗粒为载体、浸渍负载氧化铈的催化剂,当铈钛摩尔比为1：19时,具有很好的DCM催化氧化活性和稳定性,DCM转化率在335℃时达到99.0%以上；维持330℃的反应温度,在100 h的稳定性测试中,催化剂一直保持97.0%的DCM转化率,但尾气中有较多的CO产生。随后,探讨了铈钛催化剂降解DCM的反应机理及其抗中毒性能。研究发现,Ti02表面拥有大量的路易斯酸(Lewis酸),有利于C-Cl键的吸附和断裂,但其易出现氯中毒失活现象。负载氧化铈后,催化剂表面的Cl物种从氧化钛上转移到氧化铈的氧空位上,而后在氧化铈表面以C12或HCl的形式从催化剂表面脱离,从而使Ce/TiO2催化剂具有较好的抗氯中毒性能。根据Ce/TiO2催化剂对DCM催化氧化过程的分析,本文提出了两步式反应机理,分别为：(1)Ti02表面CH2Cl2的吸附和C-C1键的断裂；(2)Ce02表面氯物种的脱附和副产物的深度氧化。为了解决Ce/TiO2催化剂对CO的氧化能力不足的问题,本文分别从铈的添加量、过渡金属掺杂和制备方法优化等三方面展开探讨。增加铈添加量和过渡金属掺杂(Cu掺杂效果最佳)虽然提高了催化剂对CO的氧化性能,但同时也造成了明显的催化剂表面酸性位的损失,最终导致催化剂催化活性的下降。通过浸渍法、固混法、水热法等三种制备方法的对比,研究发现固混法制备的CeTi-S-1:1催化剂具有较好的催化活性和稳定性,但CO2的生成率也只提高至25.0%,提升效果有限。针对上述缺陷,本文开发了两段式Ce/TiO2-Cu/CeO2催化体系,获得了优异的催化活性、选择性和稳定性,有效避免了催化剂的氯中毒现象。采用Ce/TiO2-Cu/CeO2两段式催化体系,在335℃时DCM已实现完全降解(DCM转化率大于99.0%)；当温度为355℃时,副产物生成率约为1.0%,CO2:(CO2+CO)的比例达到96.0%,CO大部分转化为C02；维持330℃的反应温度,50 h的稳定性测试,催化剂没有出现失活现象。通过与浸渍法制备的三组分催化剂(Ce+Cu)/TiO2对比研究发现,两段式 Ce/TiO2-Cu/CeO2催化体系避免了浸渍法加入氧化铜造成的酸性位的损失,保留了较多的酸性位；第二段Cu/CeO2催化剂的存在,保证副产物的进一步降解和CO的完全氧化;同时,物理隔绝了Ce/TiO2和Cu/CeO2的接触,避免了由于CuO对氯物种的强吸附性能而导致的Ce/TiO2催化剂氯中毒。据此,本文在Ce/Ti02对DCM催化氧化两步式反应机理基础上,提出了Ce/TiO2-Cu/CeO2两段式催化剂降解DCM的三步式反应机理。最后,本文对两段式催化工艺的工艺参数进行了优化。当空速为4500-15000h-1时,进口DCM浓度在500-1000ppm范围内,氧气浓度为10.0%及以上时,两段式CeO2/TiO2-CuO/CeO2催化剂均具有较佳的活性、选择性和稳定性,DCM转化率和C02生成率分别达到99.0%(335℃时)和96.0%以上(355℃时),只有微量的副产物生成。同时研究也发现,两段式CeO2/TiO2-CuO/CeO2催化剂具有一定的抗水性。