商业SCR（selective catalytic reduction）脱硝催化剂V₂O₅-MoO₃（WO₃）/TiO₂的脱硝温度范围为300-350 ℃,然而对于许多工业单位及设备,如水泥厂、钢铁厂和燃气轮机等,其脱硝装置处的尾气温度在200 ℃以下,若使用商业SCR脱硝催化剂,则需要加热尾气以提高其温度,但该过程不利于工厂的经济效益,故急需研发低温SCR催化剂。在本论文中低温SCR催化剂xMn/SAPO和xMn-2Cu/SAPO以离子交换法制备,并通过XRD、BET、TEM、NO oxidation、ICP、NH₃-TPD、H₂-TPR、UV-Vis、XPS和in-situ DRIFTS等表征技术获得催化剂的晶型结构、比表面积、形貌特征、NO氧化能力、化学组成、表面酸性、化学价态、氧化还原性能和表面吸附物种等物化信息。为提高催化剂的抗硫性能,掺杂元素可添加至SCR催化剂中,此时硫酸根与不同载体之间的相互作用必须得到研究,以便为筛选掺杂元素提供证据和支持。硫酸根与不同载体间的相互作用可以通过NH₄HSO₄在不同载体上的热分解反应体现,并通过TG、DSC和in-situ DRIFTS得以表征。xMn/SAPO和xMn-2Cu/SAPO催化剂的低温SCR性能通过固定床反应系统得以测试。在120 ℃,xMn/SAPO和xMn-2Cu/SAPO分别达到了50%和60%以上的脱硝率,表现出较好的低温SCR性能。UV-Vis、XPS和H₂-TPR等表征结果表明铜和锰的价态随着锰含量的变化而变化。在低锰含量时,锰物种主要以二价锰形式存在,在高锰含量时,锰物种以三价锰和四价锰形式存在,其中三价锰和四价锰为催化活性位点。铜对xMn/SAPO催化剂SCR性能的促进作用来源于添加铜之后催化剂增加的NO氧化能力,铜与锰物种之间的氧化还原反应很可能耦合进入了xMn/SAPO的SCR催化循环中。In-situ DRIFTS表征结果表明xMn/SAPO和xMn-2Cu/SAPO上SCR催化机理为Elay-Rideal机理,NH₃吸附在Br?nsted酸性位点。xMn/SAPO的SCR反应催化机理如下:首先气相NH₃吸附至Br?nsted酸性位点,NH₃上的氢原子再转移到-Mn^α+-O^2-位点上,剩余的NH₂^-物种转移到附近的-Mn³⁺位点并被氧化为NH₂。气相中的NO攻击-Mn²⁺位点上的NH₂,形成类似NH₂NO的过渡中间态,并最终分解为N₂和H₂O。TG、DSC和in-situ DRIFTS表征了硫酸根与载体之间的相互作用。其中硫酸根与Cr₂O₃和AC之间的相互作用较弱,与Al₂O₃、Co₃O₄、CuO、ZnO、MnO₂和Mn₃O₄的相互作用较强,与CeO₂、Ni₂O₃和TiO₂的相互作用很强。