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氮氧化物(NOx)是一种危害人体健康的大气污染物,也是形成酸雨进而危害农作物、建筑物的主要污染物。选择性催化还原(SCR)是一种消除NOx的有效方法。H2选择催化还原NOx(H2-SCR)因为其低温高活性的特点引起了人们的研究兴趣。本文研究了负载Pt催化剂的H2-SCR反应,探讨了载体类型对活性的影响。深入研究了Pt/HFER催化剂上的反应活性及机制,考察了体系中水蒸汽的作用。并对以水滑石材料为载体的Pt催化剂的H2-SCR进行了研究。在相同条件下比较了Pt分别负载在HFER、ZSM-5、A12O3上所得催化剂的H2-SCR反应性能。结果表明,HFER和ZSM-5分子筛比Al2O3作为Pt的载体,可使催化剂具有更优的H2-SCR反应性能。其原因可推测为,分子筛的酸性能够使载体上的Pt更多地以金属活性状态而存在。从而能更好地活化H2、有利于H2-SCR反应。在Pt/HFER催化剂上,研究发现：(1)该催化剂对NO氧化反应的催化活性在高于150℃以上才能够显现出来,而在催化剂上NOx最大消除转化率(87.9%)出现在110℃。(2)增加反应体系中NO2在NOx中的比例,反而降低了NOx消除转化率；(3)在NOx消除转化率较低的温度下,增加NO2浓度甚至导致了在反应器出口处NO的浓度高于相应入口浓度的现象。基于上述实验事实,结合原位红外结果,首次提出并论证了在反应系统中生成的NO2及表面硝酸盐物种并不是Pt/HFER催化剂上H2-SCR反应中间物种,而吸附在Pt上的NOδ+物种才可能是该催化剂对于H2-SCR反应的关键活性物种。对于在0.5%Pt/HFER催化剂上的H2-SCR反应,增大体系中H2浓度时,不仅可以显著提高NOx的消除转化率,还明显提高了H2的转化率。为解释这一反常现象,研究了将系统中部分H2预氧化为水汽后的H2-SCR反应。结果发现,体系中少量水蒸气(0.2%-0.8%)的添加不但提高了NOx和H2的转化率,也提高了N2选择性。基于以上实验事实,首次用水与表面非活性硝酸盐物种的竞争吸附机制合理地解释了反应器入口H2浓度越低,在H2-SCR反应中所得H2的转化率反而越小这一实验现象。论文还研究考察了以水滑石材料为载体Pt、Pd催化剂上的H2-SCR反应,得出了以下结论：水滑石经过500℃煅烧生成的复合氧化物与煅烧前的层状结构材料相比,更适合作为Pt的载体用于H2-SCR反应；Pt/Mg-Al-O催化剂经高温H2/N2预处理后可提高其H2-SCR反应活性,低价态的还原Pt物种是H2-SCR反应的活性物种；与Pd相比,就水滑石在500℃高温煅烧所得复合氧化物载体而言,Pt是更好的H2-SCR活性组分。