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氮氧化物（NOx）是造成酸雨、光化学烟雾、臭氧耗尽、雾霾等大气污染问题的主要原因之一，严重危害生态环境和人类健康。我国二氧化硫（SO2）、NOx及细颗粒物等大气污染物主要源自工业源烟气和机动车尾气。氮氧化物排放控制契合“打好污染防治攻坚战”这一国家重大战略需求。目前，工业上成熟的高效NOx脱除技术是氨气选择性催化还原（NH3-SCR）技术，已经成功用于燃煤烟气和柴油车尾气的NOx治理。但是，我国炼焦化学工业等工业炉窑的废气温度较低、成分复杂，传统的SCR催化剂面临着低温催化活性低、选择性差和SO2中毒等问题。发展抗SO2中毒的低温SCR催化剂是SCR技术成功用于低温复杂工业炉窑烟气中的NOx脱除的关键。针对以上问题，本文以MnCeTiOx催化剂为研究对象，对其低温SCR脱硝性能，抗SO2、H2O性能及反应机理进行了研究，主要结果与结论如下：
（1）催化剂制备过程中沉淀剂的加料顺序、钛源种类和聚乙二醇以及锰铈钛摩尔比对催化剂的结构、低温SCR脱硝性能和抗SO2、H2O性能的影响显著。以硫酸钛为钛源，聚乙二醇为模板剂，通过并加（盐溶液与沉淀剂共同加入）共沉淀法制备的MnCe(0.5)TiOx催化剂在160-360℃的NO转化率高于90%，具有较高的N2选择性（100-300℃时，N2选择性在80%以上）和良好的抗SO2、H2O性能（260℃时，NO转化率维持在52%）。Ce添加量的增加能够提高催化剂的比表面积，增强催化剂的氧化还原性能和表面酸性，促进NH3在催化剂表面的吸附，提高了催化剂的催化活性。
（2）为了改善催化剂的低温活性和抗SO2、H2O中毒能力，采用Sm对MnCeTiOx催化剂进行改性。MnCeSm(0.3)TiOx催化剂具有更高的比表面积，是由无定形纳米颗粒和纳米晶体组成的结构，具有比MnCeTiOx催化剂更强的表面酸性和氧化还原能力，因此其脱硝活性更高。在140-320℃范围内，该催化剂的NO转化率可接近100%，N2的选择性在100-320℃范围内可达到100%。反应体系中引入H2O和SO2之后该催化剂仍然可以保持优异的催化性能（260℃时，NO转化率维持在82%）。
（3）通过原位红外漫反射等表征手段研究了MnCeSmTiOx催化剂的SCR反应机理，研究Mn、Ce、Sm和Ti各物种在SCR反应中的作用机制。X射线光电子能谱结果说明，NO被CeOx表面的O*物种吸附并氧化为活性NOx，然后可以通过Langmuir-Hinshelwood机理与主要吸附在MnOx表面的NH3*发生反应。添加Sm有助于形成活性NOx中间体（吸附的NO2和双齿硝酸盐），这些中间体相比于SO2，更易于吸附在活性位表面，从而提高了活性位对SO2抗中毒的能力。
（1）催化剂制备过程中沉淀剂的加料顺序、钛源种类和聚乙二醇以及锰铈钛摩尔比对催化剂的结构、低温SCR脱硝性能和抗SO2、H2O性能的影响显著。以硫酸钛为钛源，聚乙二醇为模板剂，通过并加（盐溶液与沉淀剂共同加入）共沉淀法制备的MnCe(0.5)TiOx催化剂在160-360℃的NO转化率高于90%，具有较高的N2选择性（100-300℃时，N2选择性在80%以上）和良好的抗SO2、H2O性能（260℃时，NO转化率维持在52%）。Ce添加量的增加能够提高催化剂的比表面积，增强催化剂的氧化还原性能和表面酸性，促进NH3在催化剂表面的吸附，提高了催化剂的催化活性。
（2）为了改善催化剂的低温活性和抗SO2、H2O中毒能力，采用Sm对MnCeTiOx催化剂进行改性。MnCeSm(0.3)TiOx催化剂具有更高的比表面积，是由无定形纳米颗粒和纳米晶体组成的结构，具有比MnCeTiOx催化剂更强的表面酸性和氧化还原能力，因此其脱硝活性更高。在140-320℃范围内，该催化剂的NO转化率可接近100%，N2的选择性在100-320℃范围内可达到100%。反应体系中引入H2O和SO2之后该催化剂仍然可以保持优异的催化性能（260℃时，NO转化率维持在82%）。
（3）通过原位红外漫反射等表征手段研究了MnCeSmTiOx催化剂的SCR反应机理，研究Mn、Ce、Sm和Ti各物种在SCR反应中的作用机制。X射线光电子能谱结果说明，NO被CeOx表面的O*物种吸附并氧化为活性NOx，然后可以通过Langmuir-Hinshelwood机理与主要吸附在MnOx表面的NH3*发生反应。添加Sm有助于形成活性NOx中间体（吸附的NO2和双齿硝酸盐），这些中间体相比于SO2，更易于吸附在活性位表面，从而提高了活性位对SO2抗中毒的能力。