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碳烟颗粒对人们赖以生存的环境以及身体健康存在很大的威胁，因此消除其污染迫在眉睫。催化燃烧是消除碳烟颗粒污染的有效方法，其核心是研制低成本，高活性的催化剂。本文针对碳烟颗粒燃烧的特点，探究了碱金属改性SnO2和Nb2O5制备催化剂用于碳烟颗粒消除的性能。并采用XRD、Raman、H2-TPR、XPS、EPR、InsituDRIFTS、FTIR、O2-TPD等表征手段，探讨了催化剂的结构性质与反应性能之间的关系，主要结果如下：
第一部分：首先采用共沉淀法制备了一系列SnCo固溶体样品，通过XRD外推法计算出SnCo固溶体中Co离子的晶格容量是0.0934gCo3O4/gSnO2，相当于摩尔比Sn/Co=85/15(SC85-15)。以SC85-15为载体，采用浸渍法制备了系列x%Cs/SC85-15催化剂用于碳烟颗粒燃烧。与未改性的SnO2相比，SC85-15催化剂的碳烟颗粒燃烧活性更好。在SC85-15催化剂表面负载CsNO3之后，发现碳烟颗粒燃烧活性得到进一步提高，且其活性随着CsNO3含量的增加而升高，当CsNO3含量达到8%时活性最高。通过H2-TPR、XPS、EPR和InsituDRIFTS表征发现，CsNO3的加入使SC85-15催化剂表面产生更多的活泼氧物种(O22-、O2-)。其中8%Cs/SC85-15催化剂表面活泼氧物种含量最大，这是其活性最好的原因。
第二部分：采用浸渍法制备了不同碱金属硝酸盐改性的Nb2O5催化剂用于碳烟颗粒燃烧。碱金属硝酸盐改性的催化剂活性均优于未改性的Nb2O5催化剂。其活性顺序为CsNb1-9＞KNb1-9＞NaNb1-9＞LiNb1-9＞Nb2O5。通过XRD、Raman、TGA-DSC等表征手段发现，在制备催化剂过程中，LiNO3、NaNO3主要是以Li2O、Na2O的形式存在于Nb2O5的表面，而KNO3、CsNO3主要以硝酸盐的形式存在。FTIR证明了在反应过程中NO3-是主要的活性中心，因此CsNb1-9和KNb1-9的催化活性远远优于NaNb1-9和LiNb1-9的活性。
第一部分：首先采用共沉淀法制备了一系列SnCo固溶体样品，通过XRD外推法计算出SnCo固溶体中Co离子的晶格容量是0.0934gCo3O4/gSnO2，相当于摩尔比Sn/Co=85/15(SC85-15)。以SC85-15为载体，采用浸渍法制备了系列x%Cs/SC85-15催化剂用于碳烟颗粒燃烧。与未改性的SnO2相比，SC85-15催化剂的碳烟颗粒燃烧活性更好。在SC85-15催化剂表面负载CsNO3之后，发现碳烟颗粒燃烧活性得到进一步提高，且其活性随着CsNO3含量的增加而升高，当CsNO3含量达到8%时活性最高。通过H2-TPR、XPS、EPR和InsituDRIFTS表征发现，CsNO3的加入使SC85-15催化剂表面产生更多的活泼氧物种(O22-、O2-)。其中8%Cs/SC85-15催化剂表面活泼氧物种含量最大，这是其活性最好的原因。
第二部分：采用浸渍法制备了不同碱金属硝酸盐改性的Nb2O5催化剂用于碳烟颗粒燃烧。碱金属硝酸盐改性的催化剂活性均优于未改性的Nb2O5催化剂。其活性顺序为CsNb1-9＞KNb1-9＞NaNb1-9＞LiNb1-9＞Nb2O5。通过XRD、Raman、TGA-DSC等表征手段发现，在制备催化剂过程中，LiNO3、NaNO3主要是以Li2O、Na2O的形式存在于Nb2O5的表面，而KNO3、CsNO3主要以硝酸盐的形式存在。FTIR证明了在反应过程中NO3-是主要的活性中心，因此CsNb1-9和KNb1-9的催化活性远远优于NaNb1-9和LiNb1-9的活性。