N₂O是主要的大气污染物，不仅能严重的破坏臭氧层，而且具有强大的温室效应，因此需要消除N₂O对大气的污染。近年来甲烷选择还原N₂O受到了研究工作者的关注，到目前为止所开发的适用于该反应的催化剂均对O₂和H₂O比较敏感。因此，寻找一种新催化剂具有高的抗O₂和H₂O毒性能成为一个重要的课题。本论文研究FeAlPO-5（AFI型）分子筛催化剂在CH₄选择性催化还原（SCR，selective catalytic reduction）N₂O的反应中的应用，并利用多种表征手段来研究催化剂特征及催化反应机理。研究内容和实验结果如下：以异丙醇铝为铝源，通过完全溶解或部分溶解来制备凝胶，利用水热法合成一系列不同Fe含量的FeAlPO-5分子筛，通过XRD，IR和SEM等手段对合成的样品进行了表征以及考察其在CH₄选择性催化还原N₂O反应中的性能。结果表明：FeAlPO-5分子筛的结构和形貌受铝源溶解度和Fe加入量的影响。铝源完全溶解后加入添加其它试剂合成的FeAlPO-5分子筛易出现密鳞石英相，Fe的过量加入也使得FeAlPO-5从AFI结构部分转变为密鳞石英相。具有AFI结构的FeAlPO-5分子筛催化剂具有良好的催化CH₄选择性还原N₂O的反应性能。在水热法制备的FeAlPO-5分子筛催化剂上，考察了不同含量Fe对CH₄选择还原N₂O反应的影响。结果表明：在AlPO₄-5中引入Fe后，CH₄选择性催化还原N₂O的反应活性有明显提高，且催化活性随Fe含量的增加而增加。此外，对反应气中不同比例的影响也进行了考察。发现CH₄有促进N₂O分解的作用，且N₂O转化率随CH₄含量的增加而增加。在反应气中引入氧或水蒸气后，用浸渍法制备的负载型Fe／AlPO-5催化剂，与水热法制备的FeAlPO-5催化剂进行反应性能的比较。结果表明，水热法制备的FeAlPO-5具有良好催化CH₄选择性还原N₂O的性能以及较强的抗氧、水性能，且具有很好的稳定性。浸渍法制得的Fe／AlPO-5催化剂，也有高的CH₄选择性还原N₂O活性，但是其抗氧性能较差。虽然水蒸气的加入后提高了其催化活性，但稳定性较差。通过XDR和DR UV-Vis分析证明：水热法能成功地把Fe（Ⅲ）引入到AFI结构中。Fe／AlPO-5催化剂有Fe_xO_y细小颗粒进入到分子筛孔道里面，造成稳定性较差。在反应中，FeAlPO-5中的Fe移动到外骨架，而使活性提高，孔道被巩固而使稳定性增强。通过原位DRIFT方法研究了N₂O在FeAlPO-5催化剂上的CH₄选择性催化还原反应的机理。结果表明，甲氧基(其中CH振动2960，2926，2915和2849cm^-1)是CH₄选择性还原N₂O反应中的重要中间产物。其在高温（>300℃）时被分解，再与N₂O反应生成CO₂和N₂。