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选择性催化还原法(SCR)是目前国际上认为最有前途的柴油机NOx控制技术，该技术已在发达国家得到推广应用。本文针对钒基SCR催化剂低温活性低、高温选择性差、高毒、高成本等缺陷，提出了以低毒过渡金属氧化物部分替代V2O5的高效、环境友好SCR催化剂的开发思路，并对新型催化剂的配方组成、制备方法、结构特征以及催化反应机理进行了深入研究，取得以下结果：
(1)涂层材料比表面积较低时，过渡金属氧化物替代对催化剂比表面积影响不大；而涂层材料比表面积较高时，多数过渡金属氧化物替代都引起了比表面积的下降。
(2)对于以WO3为助催化剂时，Co2O3替代催化剂具有最好的低温活性；Sr2O3、La2O3和Ce2O3替代催化剂的高温选择性好于钒基催化剂，且具有更宽的高活性温度窗口；而Fe2O3替代催化剂的高活性温度窗口与钒基催化剂相近；CuO替代催化剂的高温选择性较差，高活性温度窗口最窄。
(3)随反应空速的增加，替代型催化剂的NOx转化效率首先缓慢下降，在空速超过某一阈值后，转化效率急速下降，且在低温反应阶段，空速对转化效率的影响更显著。在氨/氮比＜1时，NOx转化效率随氨/氮比的增加而提高；当氨/氮比≥1时，其对NOx转化效率影响较小。氧含量＜1％时，其对NOx转化效率影响较大；当氧含量＞2％时，其对NOx转化效率几乎没有影响。水蒸汽使替代型催化剂的低温活性降低，但也使其高温活性提高，总的高活性温度窗口变化不大。
(4)载体型Ce2O3替代催化剂比相应的无载体催化剂低温活性略有降低，高温活性有所提高，高活性温度窗口略有扩展。
(5)在本文所设定的反应条件下，过渡金属氧化物替代型催化剂的NH3-SCR反应主要按E-R机理进行，通过对本文制备的多种催化剂本征动力学的研究，并与文献中的研究结果进行对比，发现本文制备Co-V-W的催化剂具有较低的反应活化能(35.02kJ/mol)。
(1)涂层材料比表面积较低时，过渡金属氧化物替代对催化剂比表面积影响不大；而涂层材料比表面积较高时，多数过渡金属氧化物替代都引起了比表面积的下降。
(2)对于以WO3为助催化剂时，Co2O3替代催化剂具有最好的低温活性；Sr2O3、La2O3和Ce2O3替代催化剂的高温选择性好于钒基催化剂，且具有更宽的高活性温度窗口；而Fe2O3替代催化剂的高活性温度窗口与钒基催化剂相近；CuO替代催化剂的高温选择性较差，高活性温度窗口最窄。
(3)随反应空速的增加，替代型催化剂的NOx转化效率首先缓慢下降，在空速超过某一阈值后，转化效率急速下降，且在低温反应阶段，空速对转化效率的影响更显著。在氨/氮比＜1时，NOx转化效率随氨/氮比的增加而提高；当氨/氮比≥1时，其对NOx转化效率影响较小。氧含量＜1％时，其对NOx转化效率影响较大；当氧含量＞2％时，其对NOx转化效率几乎没有影响。水蒸汽使替代型催化剂的低温活性降低，但也使其高温活性提高，总的高活性温度窗口变化不大。
(4)载体型Ce2O3替代催化剂比相应的无载体催化剂低温活性略有降低，高温活性有所提高，高活性温度窗口略有扩展。
(5)在本文所设定的反应条件下，过渡金属氧化物替代型催化剂的NH3-SCR反应主要按E-R机理进行，通过对本文制备的多种催化剂本征动力学的研究，并与文献中的研究结果进行对比，发现本文制备Co-V-W的催化剂具有较低的反应活化能(35.02kJ/mol)。