随着经济的持续快速发展，发展与资源环境的矛盾日益突出，大气污染成了我国目前最突出的环境问题之一，很多工业过程中排放的挥发性有机废气就是一类主要气体污染物。催化氧化可将VOCs在较低的温度下转化为无害的CO₂和H₂O，是最有前景的处理方法之一，而催化剂的研发是催化氧化研究中的研究重点。CeO₂是一种重要的稀土氧化物，具有较高的储存与释放氧能力,因此被广泛应用于多相催化反应中。MnOx也是金属氧化物催化剂中对VOCs的氧化最具活性的催化剂之一，复合金属氧化物之间由于存在结构或电子间相互协同效应，其催化活性比相应的单一氧化物要高。基于以上观点，本研究以甲苯为目标污染物，合成不同形貌的CeO₂纳米材料，研究CeO₂在甲苯催化氧化过程中的形貌及尺寸效应，同时制备了MnOx-CeO₂复合氧化物纳米棒，并探讨了它们的催化氧化性能，以及对甲苯在催化剂上的氧化过程进行了简单的讨论。主要研究内容和结论如下:（1）开发了超声辅助水热法合成出CeO₂纳米棒。考察铈源、NaOH的浓度、水热反应的温度、时间、超声作用的时间等因素对形貌的形成及产率的影响。研究发现，除了硝酸铈之外，氯化铈、醋酸铈及硫酸铈能合成棒状形貌的纳米材料，相对高的NaOH浓度更有利于纳米棒的形成，同时证实了超声作用可以明显地提高纳米棒的产率。（2） CeO₂纳米颗粒可以改用硝酸铈为铈源而依照纳米棒的合成路线而制得，CeO₂纳米立方则可以改变水热反应温度和反应时间、提高NaOH溶液的浓度等条件的水热反应制备而得。在此基础上，考察了三种样品在催化氧化反应上的形貌效应，发现纳米棒由于主要暴露活性晶面（200）和（220）而表现出最优异的催化活性。（3）通过改变水热反应的时间及NaOH溶液的浓度，可以制备得不同直径及长度的CeO₂纳米棒，发现纳米棒的直径取决于NaOH溶液的浓度，直径随着碱的浓度的增加而单调递增，而长度除了受水热反应时间的影响之外，还受碱浓度的影响。通过考察不同长径比的纳米棒的催化氧化性能，发现纳米棒的催化活性与其直径之间存在密切关系，直径越小，活性越高，有着相似直径的纳米棒具有相似的活性。（4）在CeO₂纳米棒的研究基础上，在合成CeO₂的同时添加锰盐制备出不同比例的Mn-Ce复合氧化物纳米棒，通过考察它们的催化氧化性能优化出最佳比例的复合氧化物纳米棒，探讨了活性晶格氧在催化反应中所起的作用，并证实了催化剂具有优异的热稳定性。（5）利用原位透射红外光谱对CeO₂纳米棒和Mn0.85Ce0.15O₂纳米棒催化剂上甲苯的催化氧化过程进行了分析，初步地推测了甲苯的催化氧化历程。