在过去的几十年中,燃煤的大量燃烧和汽车的普及使得大气污染成为了一个世界性问题。其中,氮氧化物是大气污染的一种主要污染物,是造成雾霾、酸雨、光化学污染等环境问题的主要原因之一。目前最有效的脱除氮氧化物的方法是氨气选择性催化还原（NH₃-SCR）技术,现在最常用的脱硝催化剂为钒钛体系催化剂,这类催化剂具有较高的催化活性,但是其活性温度窗口偏高温、N₂选择性差以及钒物种的生物毒性等问题制约了钒钛体系催化剂进一步的应用。因此研发高活性、高N₂选择性、无生物毒性的新型脱硝催化剂仍具有重要的现实意义。锰、铁基催化剂是过渡金属中最具潜力的,也是最理想的钒基催化剂的替代者。由于锰、铁基催化剂具有良好的催化性能、环境友好以及储量丰富等特性,已经被广泛的研究探索。通过形貌调控以及结构设计可以改善催化剂的低温活性,N₂选择性以及方便实际应用。本论文制备了三种具有特定形貌的脱硝催化剂,实现了良好的的催化活性、N₂选择性以及抗中毒性能。本文的主要内容如下:（1）采用水热法,通过不同的形貌导向剂制备了二氧化钛纳米片（TiO₂-NS）和二氧化钛纺锤形（TiO₂-NSP）催化剂载体,并将Fe₂O₃负载到催化剂载体表面得到了Fe₂O₃/Ti O₂-NS和Fe₂O₃/TiO₂-NSP脱硝催化剂,进而研究了该催化剂在NH₃-SCR反应中的晶面与活性的关系。结果表明,Fe₂O₃/TiO₂-NS催化剂表面具有更多的酸位点、氧缺陷位、活性氧物种以及能够吸附多种硝基物种等优点,从而实现了更佳的NO_x脱除效果。此外,通过密度泛函理论（DFT）计算也证明了Fe₂O₃/Ti O₂{001}具有更好的NO和NH₃吸附能力。这项研究为NH₃-SCR反应中晶面与活性的关系研究做出了一定的贡献。（2）利用原位负载方法,设计合成了铁丝网表面原位包覆锰-铁双金属氧化物的整体式脱硝催化剂。通过调控前驱体的配比,可以在铁丝网表面构筑不同形貌结构和元素比例的的锰-铁双金属氧化物层,用做整体式脱硝催化剂。其中立方体结构的Mn-Fe双金属氧化物层具有优良的催化活性、稳定性、抗H₂O性、抗K⁺中毒性性及活性再生能力。结果表明,该整体式催化剂包覆层中的尖晶石结构(Mn_0.37Fe_0.63)₂O₃是提高吸附性能和还原性的关键因素。Mn-Fe双金属氧化物与铁丝网之间良好的结合作用使该整体式催化剂具有很好的稳定性。锰铁尖晶石的结构稳定性和载体与活性物种之间强的协同效应使得该整体催化剂表现出良好的抗K⁺中毒性能和活性再生能力。这种新型的整体催化剂可作为钒基脱硝催化剂的潜在替代品。（3）采用溶剂热法,在铁丝网表面原位生长了Mn-Fe-MOF-74用作Mn-Fe@Fe整体式催化剂的前驱体材料。通过SEM,EDS mapping和XRD表征,成功确定了铁丝网表面Mn-Fe-MOF-74的形貌结构以及元素组成。研究发现,铁丝网表面的Mn-Fe-MOF-74中存在高度均匀分散的Mn、Fe物种,这为在铁丝网表面原位制备高分散的Mn-Fe氧化物物种提供了良好的先决条件。通过煅烧处理,我们得到了铁丝网包覆Mn-Fe氧化物的Mn-Fe@Fe整体式脱硝催化剂。该催化剂表现出良好的催化活性,这主要归结于Mn-Fe物种之间强的相互作用关系,以及金属载体优良的传质,传热性能。此外,在Mn-Fe@Fe整体式脱硝催化剂的稳定性和抗水性测试过程中,该催化剂的催化活性没有明显的降低,表现出优良的稳定性和抗水性能。这主要归结于原位生长的Mn-Fe活性组分与载体之间具有的良好的结合力,以及Mn-Fe@Fe整体式催化剂表面存在的大量的酸位点,能够强烈的吸附NH₃。这种在金属表面原位生长MOF材料的方法拓宽了MOF材料的应用,同时也为金属基整体式催化剂的原位构筑提供了新思路。