大气中存在多种污染气体,氮氧化物是其中主要的一种,能够导致光化学烟雾的形成,破坏大气层中的臭氧层,危害人类身体健康。NH₃选择性催化还原法（NH₃-SCR）能够有效去除NO_x污染气体中的主要成分NO。因此,本文针对NH₃-SCR标准反应中用到的催化剂的脱硝性能及脱硝机理进行分析从而更好的对商业催化剂V₂O₅-WO₃/TiO₂进行改性。本实验采用超声-分步浸渍法制备的Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂催化剂,在用NH₃选择性催化还原NO_x时在150℃-450℃范围内,在较宽的活性温度范围内显示了良好的脱硝活性。并且制备了Fe-V-W/TiO₂和Fe-Mn-Ce/TiO₂两个系列催化剂,选出其中最佳脱硝活性的Fe（0.1）-V-W/TiO₂和Fe（0.1）-Mn-Ce/TiO₂两个催化剂,与复合催化剂Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂以及V-W/TiO₂催化剂,Mn-Ce/TiO₂催化剂进行对比分析,通过BET、NH₃（NO）-TPD、H₂-TPR、XRD、XPS、FT-IR等表征手段探究催化剂的各方面性能与脱硝活性之间存在的内在联系;分析说明助剂Fe在催化反应过程中对催化剂活性的促进作用。另外,采用原位红外表征手段,用动力学方法进一步探究了Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂催化剂的SCR反应机理并推测出可能反应路径,求出催化剂进行标准SCR反应时的反应所需活化能。用浸渍法负载活性组分时,组分负载量适中能够使各活性组分均匀分散在催化剂的表面。但Fe加入量过多会导致Fe₃O₄或Fe₂O₃晶相生成。XPS和BET数据相结合,求出催化剂表面单位面积原子个数和总原子个数,计算所得数据显示Fe加入会增大催化剂比表面积,进而使催化剂表面总表面积上的分散的原子个数总和增多,但单位表面面积上的分散的原子个数反而下降,这表明Fe能够使活性物种在催化剂表面更好的分散。Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂复合催化剂表面的活性组分在其表面有很好的分散性。为探究催化剂的氧化还原性能,进行H₂-TPR测试,表明助剂Fe元素的加入能很好的改善催化剂的氧化还原性能。Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂催化剂还原峰面积远远大于其他四类催化剂,具有良好的氧化还原性能。为了获得催化剂表面的酸性位信息,将NH₃-TPD和原位红外两种表征手段相结合,显示Fe-V-W-Mn-Ce/Ti O₂表面存在大量的不同强度的酸性位,这可能是这种催化剂活性温度窗口较宽的原因之一。最后,探究了催化剂表面分散的元素的不同的价态对脱硝活性的重要影响,适中的V⁴⁺/V⁵⁺,Mn³⁺+Mn²⁺/Mn⁴⁺值利于脱硝活性,V³⁺+V⁴⁺/V⁵⁺,Mn²⁺+Mn³⁺/Mn⁴⁺的比值越接近于1,脱硝效果越好。另外,表面存在大量的氧化还原电子对也是改善催化剂活性必不可少的关键因素之一。NO在Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂催化剂上能够大量吸附并参与反应。进一步采用原位红外做动态吸附实验,探究反应机理及可能的反应路径,在Fe-V-W-Mn-Ce/TiO₂催化剂上确实既存在E-R机理又存在L-H机理,有多种反应路径。