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柴油车排放污染物是造成光化学烟雾、大气灰霾等大气污染现象的重要原因之一。控制柴油车氮氧化物(NOx)排放对保护人类赖以生存的大气环境意义重大。乙醇-银/氧化铝(Ag/Al2O3)被认为是碳氢还原剂选择性催化还原(HC-SCR)技术里极具应用前景的柴油车尾气NOx净化还原剂-催化剂组合体系，但其低温(＜300℃)活性的改进和耐硫中毒的性能提升是其得以实用的前提。实验联合理论模拟，从原子/分子层面探讨催化剂结构与表面反应机制，实现催化剂微观活性结构的甄别，是设计和开发高效、稳定的Ag/Al2O3催化剂应用于柴油车尾气NOx净化的关键。 本研究探讨了Ag/Al2O3催化剂中银物种的本征属性，包括种类、化学态、具有表面键合特征的几何构型和催化活性等;通过不同方法制备Ag/Al2O3催化剂，考察和优选了制备方法和参数;选择不同载体前驱体负载银厘清了载体效应;根据表征结果构建了催化剂的理论模型，探究了表面反应中典型中间体的电子活化机制并考察了其在重要基元反应的化学历程。通过上述研究工作，获得主要结论如下: (1)在Al2O3（Sigma-Aldrich）上负载0～4wt％的活性组分银，乙醇-SCR的活性评价、XPS、XANES、EXAFS和DFT量化模拟的结果表明:银的最佳负载量为1～2 wt％;在1 wt％负载量下，+1价银离子（Ag+）是银物种主要存在形态，是乙醇-SCR反应的活性物种;将负载量增加至2 wt％，Ag-Ag配位出现表明氧化银团簇(Agnδ+)生成，该结构的出现有助于提高乙醇-SCR低温活性;DFT模拟的催化剂银物种结构参数与实验结果高度吻合，活性最高的结构是Ag-O-Altetra∶Ag+锚定于γ-Al2O3(110)面AlⅢ位;态密度分析指出该结构体中Ag、O、Al三者之间的轨道融合作用显著降低了能隙，使得催化活性提高。 (2)分别利用球磨（干法）、初湿球磨（半干法）和浸渍法（湿法）制备了Ag/Al2O3催化剂。采用初湿球磨和浸渍法均可制得活性较高的催化剂，而初湿球磨法可以免除旋蒸干燥，相对更加绿色和便捷。1H NMR表征说明Ag+可通过交换载体Al2O3上的羟基质子而最终被锚定。 (3)选择AlOOH、Al(OH)3、 Al2O3载体前驱体负载等量的银组分制备Ag/Al2O3催化剂，利用XPS、UV-vis DRS、XRD、BET、NMR和in situ DRIFTS表征了催化剂结构和HC-SCR反应过程。其中AlOOH是最优载体前驱体，最佳焙烧温度为600℃。在以AlOOH为前驱体制备的催化剂上，Ag+是主导银物种，通过与载体AlO4(Altetra)和AlO6(Alocta)位点的键合，形成了Ag-O-Altetra和Ag-O-Alocta结构。乙醇-SCR反应中N2生成速率与Ag/Al2O3催化剂上Altetra含量呈现高度正相关，证实Ag-O-Altetra可能是乙醇-SCR反应的活性位。 (4)通过DFT方法搭建了以Ag-O-Altetra和Ag-O-Alocta为典型结构的Ag/Al2O3催化剂模型，考察了HC-SCR过程中CH3CH2OH、CH2=CH-O-和-NCO物种在上述结构上的吸附几何构型及反应性能。-NCO物种中的N=C键能被Ag-O-Altetra显著活化，有利N2生成。其原因是Altetra能接受来自N=Cσ成键电子，而Ag-O-Al杂化的轨道能反馈电子到N=Cπ反键轨道，最终使得N=C键被拉长活化。通过对比Ag-O-Altetra和Ag-O-Alocta上-NCO与NO2的反应路径及能量，发现Ag-O-Altetra上的-NCO与NO2反应不仅有热力学优势，且反应活化能垒更低，证实了Ag-O-Altetra是Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx的主要活性位，这为高活性催化剂设计提供了科学依据。