低温选择性催化还原（LT-SCR）是解决钢铁、焦化等行业低温烟气（烟温<250℃）脱硝的有效技术途径之一。Mn基催化剂因其具有丰富的多变价态和较强的低温氧化还原能力成为研究热点,而H₂O和SO₂的抑制/中毒作用是其研究所面临的重大挑战之一。本文通过系列表征和DRIFTS实验,深入分析Mn基催化剂的物化性质、SCR反应的活性物种和反应路径,探究H₂O/SO₂作用行为,挖掘催化剂的本质抗性机制和共性规律,并进一步优化合成方法,研制特殊结构和形貌的抗水抗硫型Mn基SCR催化剂。首先,考察了系列元素掺杂（Cu、Co、Cr、Ni、Fe、Sn、Mg）对MnO_x-CeO₂催化剂的低温SCR活性和抗硫性能的影响,筛选出Ni₁Mn₄Ce₅O_x和Co₁Mn₄Ce₅O_x催化剂的抗硫性能较佳,于175℃和150ppm SO₂条件下的SCR活性维持在78%左右。分析认为:其活性增强的原因在于理化性能的改善(大比表面、高活性氧、高Ce⁴⁺/Ce³⁺和较多Mn³⁺和Mn⁴⁺活性位点)和反应路径的强化（丰富的NH₃活化物种、双齿硝酸盐活性物种的增强、N₂O₄反应路径的促进）;其抗硫性能改善源于表面硫酸氢铵和活性组分硫酸盐化过程的抑制,以及基于双齿硝酸盐吸附物种的反应路径、吸附态NH₃与气态NO反应的ER路径受SO₂影响较小等原因。为深入挖掘Ni、Co元素提升活性和抗性的内在原因,采用共沉淀法合成了系列Ni-MnO_x和Co-MnO_x催化剂。研究发现,Mn（2）Ni（1）O_x和Mn_xCo_3-xO)4催化剂具有突出的低温SCR活性和良好的抗硫中毒性能（175℃,150ppm SO₂,SCR活性在15h内>80%）,主要归因于其特殊的四面体与八面体相间组成的尖晶石结构（AB₂O₄:NiMn₂O₄和CoMn₂O₄）和体系中价态转变/电子交互机理(Mn³⁺+Ni³⁺（?）Mn⁴⁺+Ni²⁺;Mn³⁺+Co³⁺（?）Mn⁴⁺+Co²⁺)。该尖晶石催化剂表面主要遵循ER反应机理,受SO₂抑制作用较为有限,这是其具有较好抗硫中毒性能的主要原因之一。进一步研究了不同形貌NiMn₂O₄尖晶石催化剂的低温SCR活性和抗水抗硫性能。采用水热合成改进的共沉淀法和尿素水解法分别合成了形貌规整统一、比表面积大孔径小的海胆状和叶片状NiMn₂O₄催化剂,其低温SCR活性均明显提升。叶片状较海胆状NiMn₂O₄催化剂具有更好的N₂选择性和突出的抗硫性能（175℃,150ppm SO₂,SCR活性大于 90%）。在 150ppm SO₂和10 vol.%H₂O反应条件下,叶片状NiMn₂O₄催化剂于175～300℃内取得85～90%的NO_x转化率。这与其独特的NiMn₂O₄正尖晶石结构和叶片状形貌有关。Mn活性位点填充于尖晶石晶体结构内部的八面体中,被大量Ni/Co元素填充的四面体所包裹,有效避免活性组分硫酸盐化;而叶片状形貌不利于硫氨物种的附着,可缓解因其沉积/堵塞而引起的活性抑制。最后,作为反例,亦考察了倒置型CrMn₂O₄尖晶石催化剂的低温SCR活性和抗水抗硫性能。该催化剂具有较大的比表面积、较多的活性位点(Mn³⁺和Mn⁴⁺)以及高效的电子交互作用(Cr⁵⁺2Mn³⁺（?）Cr³⁺+2Mn⁴⁺)。丰富的化学吸附氧提升了催化氧化NO为NO₂的能力,进而增强"fast-SCR"反应。CrMn₂O₄催化剂的单独抗硫性能较差（200℃,150ppm SO₂,SCR活性在20h内降至35%左右）,主要归因于表面NH₄HSO₄等硫氨物种的沉积和孔道堵塞,表面Cr₂（SO₄）₃的形成延缓了 Mn的硫酸盐化。但该催化剂具有较好的单独抗水性能（200℃,10vol.%H₂O,80～86%的NO_x转化率）和良好的抗水抗硫性能（200℃,10 vol.%H₂O + 150 ppm SO₂,NO_x 转化率于 20 h 内在69～75%范围内波动）。在H₂O的协同作用下,催化剂表面形成的Br（?）nsted酸性位点(H…（SO₄）^2-)吸附NH₃形成（NH₄）⁺,从而促进"fast-SCR"反应的进行。本论文遴选出Ni/Co元素掺杂明显提升Mn基催化剂的抗硫性能,进而制备出具有良好抗硫中毒的MeMn₂O₄尖晶石催化剂,主要归因于其Ni/Co四面体包裹的Mn八面体相间组成的特殊结构和表面主要反应路径（ER机理）受SO₂抑制影响较小。叶片状尖晶石催化剂的单独抗硫、抗水抗硫性能得到进一步提高,还因为其形貌很大程度缓解了表面硫氨物种沉积的抑制作用。作为反例,倒置型CrMn₂O₄尖晶石催化剂表现出较差的抗硫性能,因其Mn四面体包裹Cr八面体填充的倒置结构不利于活性组分Mn的保护。