氮氧化物(NOx)的排放造成恶劣的环境问题，对人类健康产生严重影响。低温选择性催化还原(SCR)脱硝技术由于具有明显的节能、环保和很高的工业应用价值而受到越来越多的重视，尤其是低温SCR催化剂的研究与开发已成为国内外学者所面对的重要课题。但从国内外的研究现状来看，催化剂的低温催化活性还不够高、活性温度的窗口不够宽和成本较高等问题仍然是限制低温SCR脱硝技术工业应用的主要障碍。本文针对以上问题，采用低成本、低污染的铁基催化剂进行低温SCR脱硝的研究，取得的主要研究成果如下:　　(1)采用浸渍法制备负载型铁基催化剂并考察其低温催化活性，研究不同助剂(Cu、Cr、Ni、Mn)添加对催化剂低温脱硝性能的促进作用;同时，采用BET、XRD、M(o)ssbauer、FT-IR和H2-TPR等技术对催化剂进行分析表征。结果表明，催化剂8Fe+8Mn/Al2O3的低温脱硝性能最佳，当煅烧温度为450℃、氧气含量为3％、空速为12000h-1、氨氮摩尔比为1.0时，催化剂8Fe+8Mn/Al2O3在90℃～210℃脱硝效率都超过92.6％; Mn的负载有助于活性成分在载体上的分散，从而增强催化剂低温脱硝性能。　　(2)对催化剂8Fe+8Mn/Al2O3建立了本征动力学方程和涉及外扩散、内扩散和化学反应在内的动力学模型;比较了催化剂8Fe/Al2O3和8Fe+8Mn/Al2O3不同温度下的反应速率常数和活化能;对模型的理论计算值与实验值进行了比较，吻合性较好，可以有效地指导和优化催化剂的设计。　　(3) Fe2O3颗粒在停留时间为0.42s～0.48s、氨氮摩尔比为1.0～1.2、氧气含量为3％时催化脱硝效率最佳，在210℃下的脱硝效率达98.5％; Fe2O3颗粒催化脱硝反应活化能为28.8kJ/mol，比其他已报道的催化剂的反应活化能低。这是因为Fe2O3颗粒的成分主要是α-Fe2O3和γ-Fe2O3，以γ-Fe2O3为主。γ-Fe2O3中的Fe具有反尖晶石结构，具有较强的化学吸附能力;同时在其八面体配位上存在空位，空位的存在对于其表面的电子传递过程非常有利，可以进一步促进其化学吸附能力的提高，从而提高了低温催化反应的效率。　　(4)铁矿石Ma550℃和铁矿石Bao450℃在氨氮摩尔比为1.0～1.2、停留时间为0.36s、颗粒度为35～65目时，实现较好的脱硝活性，可分别在210℃和180℃达到75％和73.8％的脱硝效率。这是因为，铁矿石Ma550℃和铁矿石Bao450℃同样含有γ-Fe2O3和α-Fe2O3，而且还含有MnOx，存在富氧和缺氧空穴，可以在反应中有效地产生活性中心，从而促进催化反应的进行。　　(5)为进一步实现铁矿石的低温高效脱硝，在流化床脱硝试验平台上采用铁矿石催化剂进行脱硝研究。铁矿石Ma550℃与Fe2O3（4∶1配比）、铁矿石Bao450℃与Fe2O3(4∶1配比)在0.008T的磁场下，在低温180℃，效率分别达到92％和90％，可见磁场有效地促进了脱硝效率的提高。这是由于磁场可以抑制和消除流化床中的“气泡”，实现床层中良好的气固接触，改善传热传质特性，促进催化反应过程中气态反应物以及产物与催化剂颗粒之间的吸附、脱附等物理传递过程;同时，磁场使得铁基催化剂在形成中间活化自由基过程中的电子转移能力增强，强化活化过程的发生，从而促进催化剂低温催化活性的发挥。所以，磁场有效地降低了铁基催化剂在催化反应中的活化能和增大了反应速率，增强了铁基催化剂的低温催化性能。　　(6)采用BET、XRD、TG、FT-IR等分析表征手段对铁基催化剂失活机制进行了研究。催化剂的失活，一方面是反应中生成的硫酸铵盐沉积在催化剂表面，造成催化剂比表面积的减小，降低了反应过程中气固接触;另一方面，SO2吸附到催化剂表面，不仅可以将催化剂载体硫酸化，还会与活性成分形成金属硫酸盐，从而造成脱硝效率下降。　　总之，本文通过对铁基催化剂低温脱硝的系统研究，得到了针对不同铁基催化剂低温脱硝的优化操作参数，建立了合理可靠的优选催化剂的动力学模型，并将磁场引入到流化床中实现低温SCR脱硝，强化了低温SCR脱硝的效果，为实现低温、环保、价廉、高效的新型SCR脱硝奠定了良好的基础。