采用催化燃烧技术处理含氯挥发性有机物（chlorinated volatile organic compounds,Cl-VOCs）的关键是开发出具有良好抗氯性能的催化剂并探寻合适的应用条件。本文基于具有良好氧化还原性能的铈基催化剂,通过改性研究,探究了优化后催化剂催化净化氯苯的反应机制,考察了吸附与氧化位点的协同性及水汽吸附活化对提高催化剂高效脱氯和产物选择性的重要作用。在此基础上,开发了磷酸根基团负载棒状纳米Ce O₂催化剂,通过水解脱氯与氧空位氧化的高效协同,实现了Cl-VOCs的稳定高效无毒净化,为铈基催化剂的优化设计及其在Cl-VOCs催化净化中的应用提供了实验及理论依据。本文选用氯苯为代表性Cl-VOCs,以棒状纳米Ce O₂为基体材料,通过负载酸性分子筛HZSM-5,实现了氯苯在催化剂表面吸附与氧化位点的分离,发现氯苯的隔离吸附可对氧空位起到保护作用,利于催化反应的稳定进行,同时抑制了催化剂的氯中毒。然而,由于反应物传质距离增加,抑制了催化剂的深度氧化性能。随后,本文研究了如何高效脱除富集在催化剂表面氯的手段以抑制催化剂氯中毒。通过Au/Ce催化剂在含水条件下对氯苯的催化氧化测试,发现Au改性可显著提升催化净化氯苯的效率、选择性及稳定性,这与Au具有良好的水吸附活化性能有关。另外,实验发现Au的负载量必须保持适中以平衡其深度氧化能力以及水汽吸附活化性能之间的关系。基于以上研究,本文随后利用无机磷酸改性,在Ce O₂表面引入了磷酸根基团,通过水解反应实现高效净化氯苯的目标。实验结果表明,磷酸根修饰可大幅提升催化剂对水的吸附与活化能力,其对氯的吸附与脱附循环具有重要的促进作用,可显著抑制多氯副产物的生成。进一步的物化表征及DFT计算发现,磷酸根基团在Ce O₂表面主要以无定型正磷酸盐的形式存在,且磷酸酸化可有效增强催化剂的酸性与氧化还原性能,促进氯苯的吸附与深度氧化。氯苯在HP-Ce O₂表面的水解倾向于遵循E-R反应模型,且在反应过程中,水汽在磷酸根上的选择性吸附可使2-OH结构的磷酸根基团转化为3-OH结构,该结构非常利于HCl的形成与脱附,从而稳定了氯苯催化净化反应,并抑制了多氯副产物的生成。