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能源和环境是人类赖以生存和发展的基本条件,随着经济的快速发展,化石燃料的开采和利用急剧增加,同时带来了严峻的环境污染问题,其中,NOx的排放是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要来源之一。NOx选择性催化还原技术（SCR）是目前控制NOx排放的主要手段。本论文以SCR催化剂应用为背景,对全尺寸催化剂评价系统和杂多酸型低温SCR催化剂的研发进行了研究。本文设计开发了一套全尺寸蜂窝型NH3-SCR催化剂脱硝反应活性的评价系统,并且详细介绍了所研发的全尺寸SCR烟气脱硝评价系统的组成、调控方法和运行情况。该系统的运行温度为100-450°C、风量为100-539 m3/h、NO浓度为500-3200 mg/m3、SO2浓度为50-3000 mg/m3。可以实现烟气浓度、温度和气体流量可调,系统运行稳定,波动较小,保证了测试结果的可靠性。此外,该系统利用NH3氧化实现了NO气体的供给,运行成本较低,适合对蜂窝SCR催化剂进行批量活性评价。对该系统进行长时间连续运行发现,整个系统达到稳定之后,脱硝效率波动较小,烟气条件的改变反应灵敏,可用于不同烟气条件下,评价成型SCR催化剂活性和研究SCR反应运行规律。实验证明,SCR反应后（在高硫含量模拟烟气条件下）催化剂表面硫物种浓度呈现规律性分布,NH4HSO4从反应器的下端开始富集,沿反应器纵向呈梯度分布。NH4HSO4的露点温度为230°C,在270°C温度条件下,难以富集在催化剂的表面。本文利用简单浸渍法合成具有杂多酸Keggin结构的SCR催化剂,并且研究了最佳（NH4）3PMo12O40负载量以及煅烧温度对于催化剂SCR反应活性的影响。结果表明,随着（NH4）3PMo12O40负载量的增加比表面积呈现下降趋势,但催化剂的SCR活性先增加后降低,而20 wt%为最佳负载量。煅烧温度会影响催化剂的结构和活性。当温度高于450°C时,部分Keggin结构被破坏,达到500°C时难以观察到Keggin结构,催化剂的SCR活性和表面酸性也随着煅烧温度的提升而降低,Keggin结构能够提高表面酸性,从而提升催化剂的SCR活性。为了进一步研究Keggin结构对低温NH3-SCR反应的影响,制备出具有Keggin结构和不具备Keggin结构的两组催化剂,使用多种表征手段对两组催化剂进行表征,两组催化剂在化学组成、比表面积、氧化还原性质方面基本相似,但是,具备Keggin结构的SCR催化剂具有更多的表面Bronsted和Lewis酸性位和较强的抗硫性能,表现出优秀的SCR催化活性。为了深入了解Keggin结构对于SCR反应的促进作用,论文利用原位红外研究了具有和不具有Keggin结构的两种催化剂表面上的吸附物种,对（NH4）6Mo7O24中的NH4+的作用进行了探讨。实验结果表明在SCR反应过程中,L-H和E-R机理均存在,但是,在具有Keggin结构的SCR催化剂上的NOx吸附物种具有更高的活性,而且Keggin结构可以提高NH3的储存性能,使得更多的NH4+参与反应。