针对我国水泥窑的烟气特点,开发具有高抗SO₂中毒性能的低温脱硝催化剂具有广阔的应用前景。本论文以碳球为硬模板、尿素为沉淀剂、乙酸锰和硝酸镍分别为锰源和镍源制备了一系列的多壳层空心结构的锰镍氧化物复合催化材料及电气石/锰镍氧化物复合催化材料,通过X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）和脱硝活性测试等对复合材料晶体结构、微观结构、表面元素含量和还原性能等进行了表征,并通过原位红外（in situ DRIFTS）手段进一步对复合催化材料的脱硝机理及抗中毒机理进行了研究。本论文研究了锰镍比例、沉淀剂加入量及反应温度对锰镍氧化物复合催化材料性能的影响。当锰镍摩尔比为4:1、沉淀剂与金属总离子摩尔比为4:1、反应温度为80°C时得到的复合催化材料性能最佳。在110°C时达到89%的NO_x转化率,在125-240°C温度区间内保持100%的NO_x转化率。在150°C下通入100 ppm SO₂和10 vol.%H₂O后,复合催化材料脱硝活性仍能维持在70%以上。为进一步提升锰镍氧化物复合催化材料低温活性及抗中毒性能,本论文研究了电气石加入量对复合催化材料性能的影响。当电气石添加量为2%时,复合催化材料在80°C时具有65%左右的NO_x转化率,110°C时NO_x转化率达到92%。在125-240°C温度区间内的氮氧化物转化率接近100%。在150°C下通入100 ppm SO₂和10 vol.%H₂O后,复合催化材料脱硝活性仍能维持在80%以上。研究发现电气石的添加可以控制沉积在碳球表面的前驱体的生长方式,促进其形核,起到细化晶粒的作用,从而使电气石/锰镍氧化物复合催化材料壳层厚度变薄,利于反应气体的扩散和转移。同时电气石的添加可以促进部分活性组分向无定形态转变,提高复合催化材料表面Mn⁴⁺和化学吸附氧（Oα）相对含量,提升其对NO和NH₃的吸附与活化能力,加速SCR（选择性催化还原）反应的进行。复合催化材料均遵循L-H（Langmuir-Hinshelwood）和E-R（Eley-Rideal）机理。在含硫气氛中电气石/锰镍氧化物复合催化材料表面吸附的硝酸盐活性物种仍能稳定存在。所以电气石/锰镍氧化物复合催化材料具有优异的抗SO₂中毒性能。