甲苯是挥发性有机污染物（VOCs）中典型的芳香烃类苯系代表物,危害人类环境安全。在各类甲苯处理技术中,催化燃烧技术因无二次污染、净化效率高而备受关注。研发成本低、热稳定性高和催化活性好的催化剂,是催化燃烧技术的关键。锰氧化物是一种具有储氧释氧能力的材料,在催化燃烧领域有广泛应用。但是,单一的锰氧化物在稳定性和活性方面仍待提高,表面氧作为甲苯催化氧化反应M-V-K机理中重要因素,是调控催化活性的途径之一。由此,我们分别通过调控锰氧化物含量和催化剂热处理温度,提高催化净化甲苯性能,探究催化剂表面氧物种的变化对甲苯催化氧化性能的影响。首先,采用CeO₂-ZrO₂改性氧化锰催化剂,调整锰氧化物的含量,探讨MnO_x含量对CeO₂-ZrO₂-MnO_x催化剂催化燃烧甲苯性能的影响。锰占含量为60%时(CZM_0.6),O₂-TPD结果显示该催化剂表面氧物种的大量存在,而丰富的低温段脱附氧物种促使催化剂表现出最好的活性。同时,通过Raman结果分析,CZM_0.6催化剂具有更明显的氧空位特征峰。表面氧物种的变化是源于锰含量对催化剂金属相互作用的影响,在H₂-TPR结果中清晰的表明,复合金属之间的相互作用力随着锰含量的增加,先增强后减弱。其中,CZM_0.6催化剂金属之间相互作用力最强,削弱了金属-O相互作用,促进了表面氧物种溢出,有利于催化净化甲苯。采用热处理调控CuO-MnO_x催化剂表面氧物种,并将其应用于甲苯的催化氧化。结果表明,随着热处理温度的升高,甲苯转化率先提高后降低。催化剂在500℃（CM-500）处理显示最佳的甲苯氧化性能,T₁₀₀=230℃。XPS Raman和H₂-TPR结果证明在300-500℃范围内热处理的O_latt/O_ads和金属协同效应会随着温度的升高而增加,当温度超过500℃以上时,则出现略微的下降。因此,CM-500中丰富的晶格氧、CuO和MnO_x之间强大的协同效应提升了甲苯氧化性能。此外,基于in-situ DRIFTS的结果,提出了一种甲苯氧化途径。首先,甲苯吸附在催化剂表面上形成苯甲酸,然后苯甲酸在O₂的存在下迅速转化为苯酚和马来酸,随后与补充的表面晶格氧反应,进一步被氧化为CO₂和H₂O。综上所述,本文分别通过改变MnO_x掺杂量和热处理温度实现对氧化锰表面氧的调控,分析催化剂表面氧物种、氧化还原性能、金属间相互作用和甲苯催化性能之间的关系。基于M-V-K机理,提出苯甲酸盐物种是甲苯催化氧化反应过程中的重要中间体。提高了锰基催化剂对VOCs催化活性,对技术推广具有基础支撑的意义。