从汽车尾气和电厂排放出来的NO_x已经给环境和人类健康带来严重危害。NO_x-SCR是目前应用最为广泛的一种脱硝技术。目前由于金属分子筛催化剂脱硝活性高、选择性好、热稳定好、结构稳定和对设备无腐蚀等优点,被广泛应用于脱硝领域。原位漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）能够对催化剂表面反应吸附态的跟踪表征,已在催化表征中日益受到重视。本论文通过选取Fe/Cu金属离子交换ZSM-5作为研究对象,通过DRIFT表征金属分子筛催化剂表面吸附物种的种类、吸附物种的热稳定性、金属位点的氧化态、以及脱硝的反应机理,探索金属分子筛催化剂活性位点在脱硝反应中的作用;然后通过进一步对分子筛结构和活性位点表征、DRIFT对Fe/Cu金属分子筛活性位点配位吸附NH₃和NO_x物种的数量表征以及分子筛的脱硝活性测试,探索出Fe、Cu金属位点本征特性影响脱硝气体的活性位点、吸附数量和脱硝活性;最后从金属Ce、Mn、Co出发,构建多种不同金属的配位不饱和活性位点与吸附NO_X/NH₃比值的相关关系,进一步探索金属活性位点配位吸附NH₃/NO_X物种的比值和脱硝活性以及金属本征特性的相关性。本文的主要研究结论如下:（1）Fe/Cu-ZSM-5催化剂的金属活性位点有利于脱硝气体的吸附和反应。通过DRIFT表征发现在Cu-ZSM-5中存在大量的Cu²⁺离子配位不饱和位点,在Fe-ZSM-5分子筛上存在大量的Fe³⁺离子配位不饱和位点。DRIFT表征了脱硝气体在分子筛催化剂表面的吸附转化情况。吸附态的NO和O₂反应生成了NO⁺、NO₃^-和N₂O₄等不同物种;NH₃的吸附形式有氨离子NH₄⁺和配位氨NH₃。NO_x和NH₃吸附物种的热稳定性不同。通过DRIFT表征过渡态反应发现提高反应温度,能够加速Cu-ZSM-5催化剂表面NH₃与吸附态NO+O₂的反应,也有利于Cu-ZSM-5催化剂表面吸附态NH₃（ads）与NO+O₂反应。Cu-ZSM-5催化剂表面的NH₃-SCR反应活性位点主要是Cu位点,反应的机理主要为配位NH₃与配位的NO_x物种发生反应。（2）Fe、Cu金属位点本征特性影响脱硝气体吸附的数量和脱硝活性。通过XRD和UV-Vis表征金属分子筛的结构和活性位点验证了孤立Cu²⁺和Fe³⁺配位不饱和位点的存在。煅烧550℃的Fe、Cu-ZSM-5金属位点配位NH₃/NO_x物种比值不同。比值的不同反映了Cu和Fe金属本征特性的不同即Cu、Fe金属交换离子配位环境的不同。同时在同一金属负载量的情况下,相比于铁基分子筛催化剂,铜基分子筛催化剂在整个温度区间内拥有更好的NO-SCR反应活性。高温800℃煅烧后Fe-ZSM-5在200℃下配位NH₃/NO_x比值为1.27和550℃煅烧的Cu-ZSM-5比值1.35类似,类似的比值反映出800℃煅烧后的Fe-ZSM-5中Fe活性位点周围配位环境的变化,形成与Cu-ZSM-5中Cu活性位点类似的配位环境。因而,800℃的煅烧的Fe-ZSM-5脱硝活性增加类似于Cu-ZSM-5脱硝活性。（3）M-ZSM-5的脱硝活性与金属位点配位吸附物种的比值有关。Ce、Mn、Co金属活性位点50℃时配位吸附NH₃/NO_X的比值分别为0.42、0.73、0.345。不同的比值表明Ce、Mn、Co三种金属活性位点的本征特性。在分子筛中离子交换的金属位点拥有不同的氧化还原能力与酸性以及不同的配位不饱和位点,因而对于相同的气体,拥有不同的配位吸附能力。然而,Ce和Co金属离子位点配位吸附NH₃/NO_X的比值类似表明Ce和Co金属活性位点的配位吸附脱硝气体的环境相似。氧化还原能力较好的Ce和Co具有比Mn交换型分子筛更优越的脱硝活性。Ce、Co负载型分子筛配位吸附NH₃/NO_X的比值类似时催化剂的脱硝活性类似。这再一次证明了金属活性位点配位吸附NH₃/NO_X的比值与脱硝活性的相关性。