伴随着现代工业的高速发展,氮氧化物（NO_x）的排放量也日益增加,不仅对自然和生态环境造成破坏,也严重地影响了人类的生活健康。现如今NO_x主要来源于工厂生产过程中的废气以及机动车的尾气排放,除了从源头上控制外,对NO_x的排放治理也十分重要。目前为止,在各项NO_x减排控制技术中,氨气选择性催化还原（NH₃-SCR）被认为是脱除NO_x最有效的技术之一,而V基催化剂作为成熟的商业催化剂已经广泛应用于相关工业领域,但依然存在活性温区窗口窄,碱金属易中毒等问题,为此普遍的做法是对该商业催化剂进行元素改性以提升其催化性能。在当前的认知中,磷及部分磷系化合物是导致SCR催化剂失活的一类毒性物质,但相关的机理研究还不够完善和准确。在本文中,我们分别采用不同的磷物种对V基催化剂进行改性,借助于催化剂的结构特点和物化性质,在分子层面调节催化剂中助剂与活性组分间的配位形式,揭示磷物种对反应物分子与催化剂间相互作用的影响,并阐明磷改性作用机理,为V基SCR催化剂的改性设计提供借鉴。主要研究内容和成果如下:（1）以强酸性的磷钨杂多酸为基体,将V元素引入杂多酸分子结构中得到V取代型磷钨杂多酸,进一步负载于TiO₂载体后得到负载型PW₁₁V/TiO₂催化剂。测试结果表明:PW₁₁V/TiO₂催化剂的催化性能明显优于商业磷钨杂多酸催化剂,并展示出优异的N₂选择性和抗水抗硫性。系列表征结果表明催化性能的提升与V元素成功地嵌入杂多酸结构,大大提升了磷钨酸的氧化还原性有关。（2）以磷酸盐为研究对象,考察了P掺杂对V₂O₅/TiO₂催化剂结构与性能的影响。与传统研究结果相悖,该研究表明P元素的引入大大促进了V₂O₅/TiO₂催化剂的NH₃-SCR催化活性。相关表征结果表明:将P元素引入V₂O₅/TiO₂催化剂后其比表面积和表面酸性均有所提升,并促进了高活性聚合态以及还原态VO_x物种的形成。原位红外显示P掺杂后虽然占据了催化剂中原Lewis酸位点,但补充了大量Br?nsted酸位点。此外,P元素的引入大大抑制了NO_x的吸附,因此该催化剂主要遵循E-R机理进行NH₃-SCR反应。（3）进一步考察了P元素掺杂对V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂结构与性能的影响。结果显示:P元素的加入同样提高了催化剂的比表面积和表面酸性,并促使每单位表面V原子的转化频率（TOF）提升约2倍。瞬态原位红外显示Lewis酸位点是主反应位点,动力学研究则表明P改性的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂在NH₃-SCR反应过程中同样遵循E-R机理。原位拉曼和⁵¹V核磁均表明P元素的引入通过结构效应促进了高活性聚合态VO_x物种的形成,这也是催化剂活性提升的关键,而这种结构效应有可能与P和W之间的相互作用有关。