目前国内外应用最为广泛的脱硝技术是选择性催化还原(SCR, Selective Catalytic Reduction)法。传统SCR技术中的催化剂由于受到高浓度粉尘和SO2的影响,寿命会大大缩短,低温SCR技术(<250℃)可以解决上述问题,从而得到了大量学者的关注。针对目前低温SCR催化剂研究的局限性,提出了非金属掺杂氧化钒/氧化钛的思路来研制新型的低温SCR脱硝催化剂,并深入研究其制备条件及性能。首先,利用固定床装置对F掺杂V2O5/TiO2催化剂进行活性评价,考察载体TiO2的制备方法、F掺杂方式、F掺杂量及煅烧温度对催化活性的影响,对催化剂制备工艺进行优化。结果表明,在NO浓度为0.05%、O2浓度为5%、NH3/NO=1.2、N2作为平衡气体以及空速为15000h-1的实验条件下,采用溶胶凝胶法、500℃的煅烧条件制备载体Ti02,制备载体的过程中掺入F源,掺杂量为[F]/[Ti]摩尔比1.35×10-2,负载1%质量分数的活性组分钒后,在350℃的煅烧条件下制备得到的催化剂活性最佳。此催化剂在200℃～240℃时脱硝效率近90%,为无F催化剂脱硝效率的2倍。对催化剂进行X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、NH3-TPD和H2-TPR等表征。结果表明,F掺杂抑制载体TiO2中金红石相的产生,金红石相不利于SCR活性的提高。F掺杂提高催化剂的酸性。F掺杂可以取代TiO2晶格中的O,产生晶格缺陷,促使TiO2中氧空位和超氧自由基(O2-)的形成,从而提高催化剂的储氧能力与氧化还原性能,这些优势均有利于SCR反应的进行。此外,利用电子顺磁共振(EPR)光谱研究了O2-的产生及演变规律,结果指示,催化剂中的O2-主要是在煅烧阶段产生的,其数量随着煅烧温度的升高而增多,随着煅烧时间的增长而增多。其次,采用F掺杂催化剂的最佳制备条件,在其中进一步引入N源,考察N掺杂量对SCR脱硝活性的影响。结果表明,在上述同等模拟烟气情况下,N掺杂量为[N]/[Ti]摩尔比1×10-2时,催化剂的低温SCR脱硝效率最高,接近94%,比单独F掺杂的催化活性高出近3个百分点。通过红外(FI-IR)和EPR等表征分析发现,N-F共掺杂对催化剂表面氧空位浓度的提高有协同增强效应,更进一步提高了催化剂中02-的数量,O2-氧化NO形成SCR反应的活性中间物质,从而提高催化反应速率。最后,研究O2浓度、空速、SO2浓度、H2O浓度等反应条件对SCR脱硝活性的影响。实验结果表明,O2浓度为5%,空速为9000h-1的条件下,催化剂活性最佳。F及N-F共掺杂催化剂的抗硫性能较好,抗水性较差,当SO2与H2O同时存在时,催化剂的活性受到抑制,切断H2O和SO2,催化剂的活性得到恢复,说明这种抑制是可逆的。