大气污染已成为我国的主要环境问题之一。氮氧化物是大气污染主要的污染物之一,研究表明氮氧化物的排放是形成光化学烟雾和PM2.5的主要因素。SCR脱硝技术是目前广泛应用的氮氧化物污染控制技术之一,然而目前使用的SCR催化剂普遍存在价格高、低温催化性能差等缺点,因此开发低价高效的低温SCR催化剂是十分必要的。本论文分别选用H2O2改性活性炭载体、掺杂氮改性二氧化钛载体和氨基化介孔氧化硅载体制备了SCR低温脱硝催化剂,从载体改性方法、活性成分负载方法、催化剂制备工艺以及使用工艺参数优化等几个方面,分别探讨了上述几个方面对SCR低温脱硝性能的影响规律;并采用扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对制备出的三种SCR低温催化剂进行表征分析,对可能机理进行分析,研究结果如下:(1)发现用H2O2浸泡活性炭2小时的是活性炭的最佳改性方法;比较超声浸渍法和沉淀法制备出的Mn/AC、Cu/AC两类催化剂的SCR低温脱硝性能,结果表明沉淀法负载制备的催化剂的催化性能要优于超声浸渍法。当以活性炭为载体的催化剂负载5%Mn时,经400℃煅烧后,在180℃时脱硝率达到70%。(2)用溶胶凝胶法制备了掺杂N的TiO2载体,比较了用新型的共沉淀法、传统共沉淀法和等量浸渍法三种方法负载Mn、Cu、Ce的催化剂低温脱硝性能,结果表明:新型的共沉淀法为最佳的负载方法;掺杂N对催化剂的脱硝活性有较大提高,最佳钛氮比为1:3;通过对催化剂性能的评价,得知催化剂在180℃、空速为18000h-1、氨氮比为1.2时的脱硝效率最高可达到98.7%。(3)分别釆用SEM、BET、FTIR、XPS和XRD等手段对制备出的催化剂外观形貌、物理性质、光谱特征及结构、元素性质和晶型结构等物化性质进行了表征。结果表明:掺杂N对催化剂的比表面积及表面形貌特征基本没有影响;掺杂N是通过N进入TiO2晶格取代部分氧原子引起了一系列催化剂结构和表面性质的变化,N掺杂将晶格中的氧进行了置换,以Ti-N键的形式存在于二氧化钛晶格中,促进催化剂表面氧空位的产生,使吸附氧的能力增强,超氧自由基的浓度也随之增大,从而提高了催化剂表面的氧化还原能力。(4)在氨水和低表面活性剂(TEOS)浓度下,成功的合成了一种新颖的六方双圆锥棒状形貌的介孔氧化硅单晶。研究发现:氨水体系中添加无机盐(KCl)的方法可对介孔氧化硅单晶的尺寸调控,在其长宽比增大的情况下保持良好的六方形貌,最大的单晶尺寸约10μm;揭示了介孔氧化硅单晶的形态发生学和表面能之间的关系,并对可能机理进行了分析。在对介孔氧化硅形貌成功控制的前提下,进行了介孔氨基化修饰,从而减少了脱硝反应中氨气的使用量,降低了SCR运行成本。(5)根据Eley-Rideal反应机理,建立适用于本实验所用的SCR低温脱硝催化反应的一级动力学模型,计算出催化反应活化能为99.13KJ/mol,指前因子为3.41×108S-1(mol·cm-3)。(6)综合运用上述研究成果(H2O2浸泡改性技术、载体制备新型共沉淀技术、合成介孔氧化硅技术和氨基修饰技术)研制出了新型SCR低温催化剂实验室样品,通过对催化剂性能评价得知:活性温度为180℃-250℃,脱硝率最大可达到92%,SO2/SO3转化率<1%,NH3逃逸率﹤3ppm。