化石燃料燃烧和机动车尾气排放的氮氧化物已经对大气环境和人类健康造成严重的影响,可能会导致温室效应、酸雨、光化学烟雾等环境问题。NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）是作为目前控制固定源NO_x排放的有效方法之一,高效催化剂的设计研发成为其应用拓展的关键所在。工业中最常用的钒钨钛催化剂具有较高的催化活性,同时也存在如活性温度偏高、操作窗口窄等一些无法避免的缺点,因此开发活性高、温度窗口宽、抗中毒性能好的NH₃-SCR催化剂,并深入了解其反应机理是当前研究的重点。本文从特定晶面暴露、活性位点保护、掺杂改性等角度对SCR催化剂进行设计,系统的研究了催化剂的形貌特征、氧化还原性质、表面酸性位点,借助原位红外测试阐述催化剂的反应机理和抗硫中毒机理。本文的主要内容如下:（1）对比暴露（101）晶面的TiO₂纳米颗粒负载CeO₂催化剂和暴露（001）晶面的TiO₂纳米片负载CeO₂催化剂的催化活性,稳定性和抗SO₂中毒性能。结果表明,暴露（001）晶面的TiO₂纳米片负载CeO₂催化剂的催化性能更好,其表面更容易形成双齿配体硝基和气态NO₂等高活性物种,有助于催化反应发生。此外,暴露（001）晶面的TiO₂纳米片负载CeO₂催化剂表面酸性位点数量更多,氨物种主要以配位NH₃的形式存在于催化剂的Lewis酸位点上,促进反应气体在催化剂表面的吸附和活性中间物种的生成。当反应气体中含有少量SO₂时,硫物种更易吸附在暴露（101）晶面的TiO₂纳米颗粒负载CeO₂催化剂表面,不易吸附在暴露（001）晶面的TiO₂纳米片负载CeO₂催化剂表面,暴露（001）晶面的TiO₂纳米片负载CeO₂催化剂表现出更加优异的抗硫中毒性能。（2）通过熔盐法对埃洛石进行处理,然后使用浸渍法和沉淀法成功合成了铁改性的埃洛石负载CeO₂-WO₃催化剂,该催化剂显示出优异的SCR活性、高氮气选择性和良好的稳定性,在SO₂存在下保持较高的NO_x转化率。铁改性的埃洛石负载CeO₂-WO₃催化剂表面活性氧物种丰富,各活性组分之间表现出协同催化效应。此外,原位红外结果显示,催化剂表面形成的活性物种更加活泼,且能吸附更多的氨物种,提高催化剂的催化活性。在SO₂存在时,由于沉积的Fe物种对活性组分的保护作用,使催化剂中的活性组分不受SO₂的影响,可以保持比较高的催化活性。（3）通过Fe掺杂CeVO₄得到新型Fe-CeVO₄脱硝催化剂,在210-390°C范围内,催化剂的NO_x转化率可以达到90%以上,并展现出优异的N₂选择性、稳定性和抗硫中毒性能。研究发现,铁物种以均匀掺杂的形式存在于催化剂当中,各活性组分之间存在强相互作用力,使钒物种更易还原。通过原位红外表征发现铁掺杂后催化剂表面Br?nsted酸位数量增多,活性物种种类增加,促进了SCR反应的进行。铁的掺入有效抑制了SO₂在Fe-CeVO₄催化剂表面上的吸附,减少了表面硫酸盐的形成,使催化剂在SO₂存在时依然保持较高活性。