近些年,大气污染已经成为公众关注的焦点,其中氮氧化物是一种典型的大气污染物。氨选择性催化还原（NH₃-SCR）是目前最有效、应用最广泛的烟气脱硝技术,而催化剂则是该技术的核心。目前常用的商业催化剂为V₂O₅-WO₃/TiO₂,该催化剂处于高温、高尘的烟气环境中,但烟气中的碱金属会导致催化剂严重失活。所以提高现有商业V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的脱硝性能和抗碱中毒性能具有十分重要的意义。本文以V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂为研究对象,首先利用水热合成法制备不同暴露晶面的TiO₂,对以不同暴露晶面的TiO₂为载体的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂进行研究,在活性、抗K中毒性能以及抗水抗硫性能测试的基础上,通过TEM、XRD、BET、Raman、XPS、NH₃-TPD和H₂-TPR对催化剂进行表征。结果发现TiO₂主要暴露晶面为{100}面的VWT-NRs催化剂具有最佳的脱硝性能及抗K中毒能力,这主要得益于催化剂表面更多的化学吸附氧,以及活性物种与载体强烈的相互作用,导致催化表面酸性、氧化还原性能增加,增强对反应物种的吸附与活化,从而提高催化剂脱硝性能及抗K中毒性能。其次以Ce⁴⁺和Zr⁴⁺对TiO₂载体进行改性,制备了一种新型高效抗K中毒的V₂O₅-WO₃/TiO₂-CeO₂-ZrO₂催化剂,检测新型催化剂脱硝活性及抗K中毒性能,并通过XRD、BET、NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS表征,研究Ce⁴⁺、Zr⁴⁺共掺杂对V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂物理化学性质的影响及其抗K中毒机理。结果表明Ce⁴⁺、Zr⁴⁺共掺杂可以有效提高V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂脱硝活性及抗K中毒能力,且反应窗口温度到了拓宽。在300-400°C内,新鲜的V₂O₅-WO₃/TiO₂-CeO₂-ZrO₂催化剂脱硝活性可达97%。在1wt%的K₂O引入后,在此温度段下,V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂已经完全失活,而该新型催化剂仍具有高达75%的脱硝活性。通过NH₃-TPD和H₂-TPR可以看出,Ce⁴⁺、Zr⁴⁺共掺杂可以有效提高催化剂的表面酸性和氧化还原能力,而K中毒会降低催化剂表面酸性和氧化还原性能,但Ce⁴⁺、Zr⁴⁺共掺杂可以有效的降低K中毒对于它们的影响,这主要是由于Ce⁴⁺可与K键合形成Ce-O-K,使得活性物种得到保护,而Zr⁴⁺的加入可以提高Ce⁴⁺的热稳定性,使得更多的Ce⁴⁺与K键合,从而最大程度的提高催化剂抗K中毒能力。通过 in-situ DRIFTS实验发现V₂O₅-WO₃/TiO₂-CeO₂-ZrO₂催化剂反应遵循Langmuir-Hinshelwood机理,且K中毒并未改变反应机理。此外该催化剂还表现出优异的抗水抗硫性能,350°C通水通硫时,其脱硝活性较V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂提高了约15%。最后研究Ce⁴⁺、Zr⁴⁺的引入方式对催化剂脱硝性能及抗K中毒性能的影响,并进一步优化Ce⁴⁺/Zr⁴⁺掺杂摩尔比。研究发现,浸渍法可提高催化剂脱硝活性,但对于1wt%的K₂O并未表现出抗K中毒能力,而共沉淀法可以更好的提高催化剂脱硝性能,且表现出优异的抗K中毒性能。通过表征发现,共沉淀法引入可以大幅提高催化剂表面酸性和氧化还原性能,且在K中毒后仍然可以有效的保持。进一步对Ce⁴⁺/Zr⁴⁺掺杂比进行优化,发现当Ce⁴⁺/Zr⁴⁺掺杂摩尔比为2:1时具有最佳的抗K中毒性能,在300-400°C时,K中毒后催化剂仍具有高达86%的脱硝活性。