将碳烟氧化成CO₂气体排出是减少柴油车尾气中碳烟颗粒物排放量的一种有效途径。已经有诸多研究表明,过渡金属修饰的铈基氧化物是催化碳烟氧化最有效的催化剂之一。研究也同时发现,向氧化铈晶格中掺杂其他金属离子可以提高氧化铈的活性和热稳定性。基于这些理论,将价态较低、半径较小的Fe3+离子掺杂到氧化铈晶格中也将提高氧化铈的活性。而使用有效的催化剂载体是另一种提高活性和热稳定性的方法,Fe₂O₃恰好是催化领域中一个典型的活性载体。因此,将CeO₂颗粒负载到Fe₂O₃载体上可以制备出活性较高、热稳定性良好的高效催化剂。文中,用水热法制备了物质组成相同但含量不同的两个系列的CeO₂-Fe₂O₃催化剂,并用多种检测手段对催化剂进行了表征,也对这两种类型的催化剂在催化碳烟氧化过程中的活性和热稳定做了比较,发现Ce基固溶体和CeO₂-Fe₂O₃之间的相互作用同时存在于这两类催化剂当中。对Ce基固溶体和CeO₂-Fe₂O₃之间的物理接触作用进行深入研究后发现,形成固溶体时产生的氧空位是Ce_1-xFexO₂-δ系列样品中碳烟氧化的主要活性位。而在CeO₂/Fe₂O₃（y）系列催化剂中,小的氧化铈纳米颗粒均匀的分散在氧化铁载体的表面,产生了强烈的相互作用,这导致了催化剂中Fe-O-Ce物种的形成（Fe-O-Ce物种是在CeO₂-Fe₂O₃界面上产生的Ce4+-Ce3+和Fe3+-Fe2+耦合电子对）。Fe-O-Ce物种也是催化碳烟氧化的活性物种。其中,氧空位浓度和氧化铈晶格中铁离子的含量紧密相关,而Fe-O-Ce物种的形成则强烈的依赖于氧化铈的颗粒尺寸。同时还发现,在碳烟氧化过程中,氧空位比Fe-O-Ce物种更活泼。然而,铈基固溶体在高温焙烧下非常容易分解,会导致氧空位数量减少,从而造成严重的活性衰退。相反,Fe-O-Ce物种则在高温热处理中变得更稳定。对于新鲜样品来说,Ce0.8Fe0.2O₂-δ和CeO₂/Fe₂O₃（3/7）表现出了不分伯仲的催化活性。而在800℃的长时间老化之后,Ce0.8Fe0.2O₂-δ的活性比CeO₂/Fe₂O₃（3/7）下降得更多。这表明,CeO₂/Fe203（y）系列催化剂比Ce_1-xFexO₂-δ更适合在实际中应用。对催化剂载体结构和催化活性之间的关系进行研究之后的结果表明,具有三维有序大孔结构的材料是更合适的碳烟氧化催化剂,3DOMCeO₂/Fe₂O₃催化剂可以表现出比无孔结构的催化剂更优越的碳烟氧化性能。这可能是因为:（1）大孔催化剂的孔径足够大（250±20nm）,可以允许碳烟颗粒进入到内部,使得催化反应可以在催化剂表面和内部结构中同时发生;（2）相互连通、排列有序的孔壁可以降低扩散阻力,碳烟颗粒在气流作用下扩散到催化剂表面更容易。因此,可以得出结论:三维有序大孔结构可以促进催化剂的活性。