氮氧化物（NO_x）作为一种重要的大气污染物,对人类健康和生态环境造成极大的危害,以NH₃为还原剂的选择性催化还原技术（NH₃-SCR）被广泛应用于燃煤电厂、焦化厂等固定源烟气脱硝领域。传统的钒钨（钼）钛（V-W（Mo）-TiO₂）催化剂由于其低温脱硝效率低、运行温度高、温度窗口窄、高温时N₂生成量大以及生物毒性等缺陷,尚不能完全满足固定源低温烟气脱硝领域的要求,因此开发新型高效稳定的低温NH₃-SCR催化剂已经成为目前重要的环境课题。Mn基催化剂被认为是极具潜力的低温NH₃-SCR催化剂,但是其在低温催化活性、温度窗口以及抗SO₂性能等方面仍具有较大的提升空间。针对以上不足,本论文构建了一系列高效稳定且环境友好型Mn基复合氧化物催化剂,并将其应用于低温选择性催化还原（SCR,Selective Catalytic Reduction）脱硝领域;通过系统的表征手段考察了催化剂的微观晶体结构、物理化学性质以及表面反应物种对其催化性能的影响;采用原位红外光谱技术研究了 NH₃-SCR反应中催化剂表面中间物种的生成、迁移及反应行为,并对SCR反应机理进行了深入的讨论。取得的主要研究成果如下:（1）通过尿素均相沉淀法制备了一系列钨锰复合氧化物催化剂(W_αMn_1-αO_x,α=0,0.25,0.33,0.5,1),研究了钨元素的掺杂对锰基催化剂微观结构形貌、物理化学性质、表面物种以及NH₃-SCR催化活性的影响。结果表明,钨元素的掺杂有效增加了表面Mn⁴⁺物种和活性氧物种的含量,促进了反应物种的活化,从而提高了其SCR催化活性。其中W_0.33Mn_0.66O_x催化剂表现出最好的低温SCR催化活性,在250-4750C温度区间内,GHSV= 35,000 h^-1,NO转化率达到90%以上,同时也具有较好的N₂选择性（>80%）和抗SO₂性能。（2）设计开发了一系列具有优异低温SCR催化活性的铁掺杂锰基复合氧化物催化剂(Fe_αMn_1-αO_x,α=0,0.25,0.33,0.5,1),其中Fe_0.33Mn_0.66O_x催化剂表现出最优的NH₃-SCR催化活性,在75-325℃的温度区间内,GHSV=40,000 h-1 NO转化率达到90%以上,并且表现出较高的N₂选择性（>85%）和抗S02性能。表征结果表明,铁物种的引入破坏了MnO_x原有的晶体结构,复合氧化物催化剂表现为无定型结构,该结构使催化剂表面形成较为活跃的微晶态FeO_x和MnO_x物种,增加了催化剂表面Mn⁴⁺物种和活性氧物种的比例。同时,较大的比表面积（151 m²/g）能够提供更多的活性位点,增强了催化剂对NO物种的吸附和活化能力,从而显著提高了催化剂的NH₃-SCR催化活性。（3）通过等体积浸渍法制备了一系列具有高比表面积的FeMnTiO_x-α（α=0.5,1,2）复合氧化物催化剂,并对该催化剂微观结构形貌、物理化学性质、表面物种以及NH₃-SCR催化活性等方面进行研究。结果表明,FeMnTiO_x-1催化剂表现出最好的NH₃-SCR催化性能,在100-400℃温度区间内,GHSV=50,000 h-1,NO转化率保持在90%以上,N₂选择性高于90%,同时该催化剂还具有较好的稳定性和抗SO₂性能。铁物种的引入提高了催化剂活性组分的分散程度和比表面积,使催化剂表面产生更多的结构缺陷,有利于活性氧物种的产生和迁移,增强了催化剂氧化还原能力,从而有效的改善了催化剂的NO氧化能力以及低温SCR催化活性。（4）采用原位红外光谱技术研究了 FeMnTiO_x-1催化剂表面反应物种的吸附转化行为,进一步探讨了NH₃-SCR反应机理。研究结果表明,铁元素的掺杂提高了催化剂对NO/NH₃物种的吸附、活化能力。当温度低于100℃时,NO₂、吸附态的NH₃和NH⁴⁺为SCR反应的主要中间物种,NO首先被部分活化为NO₂,随后与吸附态的NH₃物种结合,进一步与NO反应生成N₂和H₂0,该催化剂的低温NH₃-SCR反应主要遵循Langmuir-Hinshlwood（L-H）机理;当温度高于100℃时,NH₃为主要的表面吸附物种,NO则是以气态形式直接参与反应,NH₃与NO反应生成的NH₂NO物种进一步分解,产生N₂和H₂O,该过程主要遵循Eley-Rideal（E-R）反应机理。