氮氧化物（NO_x）会对环境造成多种不利影响。由于高效率、稳定性和经济性,氨法选择性催化还原（NH₃-SCR）是目前工业上最常用的脱硝技术。而V₂O₅-WO₃（Mo O₃）/Ti O₂催化剂由于其在200-450°C区间内良好的催化活性和稳定性,是目前NH₃-SCR技术中使用最广泛的商用脱硝催化剂。但其低温活性差、抗硫中毒能力也需进一步提高。对此,本论文以钒基催化剂为基础,通过设计不同的酸性载体（WO₃和Mo O₃-Ti O₂）,开发性能优良的钒基催化材料。并通过材料结构和表面特性分析,研究了催化材料的构效关系特别是表面酸性和氧化还原能力对性能的影响。在催化剂材料研究方面,发现对于V₂O₅/WO₃催化剂,相比于优势暴露晶面为（100）的对比样,具有（001）优势暴露晶面的六方氧化钨具有更高的脱硝催化活性,400°C时最高转化率达到72%,负载5%V₂O₅后催化剂的最高转化率进一步提升至96%。V₂O₅-Mo O₃/Ti O₂催化剂在含10%H₂O和300 ppm SO₂的工作条件下,氮氧化物转化率超过80%的反应活性窗口为250-400°C,最高转化率接近100%。在相同条件下进行30 h耐久性测试后,相比于V₂O₅-WO₃/Ti O₂的性能衰减,V₂O₅-Mo O₃/Ti O₂催化剂在250°C的活性从70%升高至88%,具有更优秀的抗硫性。在催化剂机理研究方面,发现六方WO₃的（001）表面有更多配位不饱和的W⁶⁺离子,可以吸附羟基形成更多Br?nsted酸位。负载钒后,表面高比例的W⁶⁺通过电子转移作用促进V⁴⁺的生成。同时,（001）晶面上的W-O键和氧化钒中V-O键良好的晶格匹配关系促进多聚态钒的生成,加上更高比例的V⁴⁺和更多的化学吸附氧,有利于催化剂表面NH₃-SCR反应的进行。对于V₂O₅-Mo O₃/Ti O₂催化剂而言,其对SO₂的氧化性削弱,表面沉积的硫酸盐量减少;同时表面上NH₄HSO₄和NO的反应能力增强,加快NH₄HSO₄的消耗,两者共同决定了Mo O₃改性催化剂上的NH₄HSO₄量相比于V₂O₅-WO₃/Ti O₂催化剂表面的沉积量要少。除此之外,V₂O₅-Mo O₃/Ti O₂催化剂表面高比例的稳定三齿硫酸盐可以充当强Br?nsted酸位,释放多聚态钒活化吸附NH₄⁺并形成–NH₂物种,促进NH₃-SCR反应的进行。这两种机理研究有助于设计具有高活性和高抗硫能力的钒基脱硝催化剂。