挥发性有机化合物（VOCs）对环境和人体都有很大的危害,催化氧化法由于其安全、高效的特点,在治理VOCs方面得到了广泛的应用。催化氧化技术面临着成本高、能耗高的挑战,开发低温高效的贵金属催化剂是应对这一挑战的重要途径。本研究采用水热合成法制备了三种规整形貌（纳米片、纳米棒、纳米束）的γ-Al2O3载体,随后采用湿法浸渍制备了Pd负载量为1%的PdO/Al2O3催化剂。通过不同预处理方式（CO、H2）以及还原条件（焙烧温度、还原气体浓度、还原温度、还原时间）来调变构筑Pd基催化剂并用于邻二甲苯的低温催化氧化。首先,考察了不同预处理条件构筑的Pd/Al2O3催化剂在温度为70℃～150℃时对邻二甲苯的催化氧化性能。结果表明,Pd/NF-Al2O3-CO表现出优异的催化性能,在反应温度为90℃和质量空速（WHSV）为60,000 mL·g-1·h-1时,可以将50 ppm邻二甲苯完全氧化生成CO2和H2O。其次,利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、N2吸脱附法、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、CO脉冲化学吸附表征手段对Pd/Al2O3进行了表征。XRD图谱和SEM图片显示成功制备出纳米片、纳米束、纳米棒三种不同规整形貌的γ-Al2O3载体;ICP-MS数据证实Pd负载量在1 wt%左右;XPS结果表明金属Pd是还原预处理后所有催化剂中Pd的主要存在形式;TEM图像和CO化学吸附实验结果发现,经还原后的催化剂均存在Pd（111）和（100）暴露晶面,分别有利于反应物的吸附与氧的活化;CO脉冲化学吸附结果表明分散度是影响催化性能的关键因素之一。最后,通过原位红外漫反射实验研究了邻二甲苯氧化路径,推断在Pd/Al2O3催化剂上主要存在两种反应路径:（1）邻二甲苯在催化剂表面吸附并活化后产生苄基,苄基随后被氧化生成苯甲醛,进一步氧化生成苯甲酸类、甲酸盐类等关键中间产物,最后深度氧化生成CO2和H2O;（2）首先可能生成邻苯二甲酸盐,然后环结构被打破,使邻苯二甲酸盐物种进一步氧化为羧酸盐类物种,最终转化为CO2。本研究通过高效Pd基催化剂的还原构筑以及催化氧化反应研究,明确了金属态Pd、分散度、暴露晶面是影响Pd基催化剂催化性能的关键因素,为催化氧化技术的发展提供了基础数据。