选择性催化还原（SCR）是目前应用较为广泛的主流脱硝技术,催化剂作为该技术的核心,其合成方法对脱硝性能具有显著影响。本研究在传统共沉淀法的基础上进行催化剂合成方法改进,利用冰融法合成系列铜基催化剂,探讨合成参数的影响并进行催化剂的脱硝活性测试,利用XRD、BET、SEM、TEM、AFM、XPS、H2-TPR和NH3-TPD等表征方法分析了催化剂的理化特性,并初步研究了冰融法合成的催化剂低温活性促进机理。具体研究内容如下:首先,本文利用冰融法合成系列CuO/TiO2催化剂,探究Cu负载量、焙烧温度、焙烧时间、沉淀剂种类等参数的影响以确定最佳的反应条件。当Cu/Ti摩尔比为0.05时,催化剂活性最佳;催化剂的最佳焙烧温度和时间为550℃焙烧为3 h,焙烧温度越高、时间越长,会导致催化剂活性的明显下降;草酸和氨水作为沉淀剂时催化剂活性高于碳酸铵;高实验空速下,催化剂颗粒之间传质所产生的限制对其催化活性影响较小。其次,将冰融法与共沉淀法合成的铜基催化剂脱硝性能进行对比,发现当控制Cu/Ti摩尔比为0.005时,冰融法合成的CuO/TiO2催化剂表现出了较高的催化活性,反应温度为285°C时,催化剂的NOx转化率近90%,较传统共沉淀法合成的催化剂提升了30%,且表现出了高N2选择性。冰融法合成的催化晶粒尺寸明显降低,活性物种在载体上的高度分散,Cu2+以及化学吸附氧的比例增加,氧化还原能力及表面酸度增加,这对催化剂活性的提升具有重要的作用。最后,利用冰融法合成系列Cu-Ce/TiO2复合金属氧化物脱硝催化剂,当Ce/Cu摩尔比为0.4时,催化剂表现出了较宽的温度窗口,在250-375℃温度区间内NOx转化率可维持在80%以上,较共沉淀法合成的催化剂转化率高出20%,N2选择性可维持100%。冰融法合成过程中,单位时间内前驱体溶液释放浓度较低,对催化剂结构产生了重要影响,包括高比表面积、低TiO2晶粒尺寸、均匀的纳米颗粒及纳米孔结构;催化剂表面的活性物种Cu2+、Ce3+以及化学吸附氧的比例增加,催化剂表面具有更多的酸性位点,有利于气体NH3在催化剂表面的吸附和活化;催化剂将NO氧化为NO2的能力增强,通过“快速SCR”进一步加快低温反应进程,同时,NO能与配位NH2快速反应,促进了NOx在高温下的转化。