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柴油车和稀燃汽油车排放NOx的控制是当前环境催化领域研究的热点。选择性催化还原（SCR）技术是脱除富氧条件下机动车排放NOx的有效方法,本论文以贵金属Pd为主要活性组分,研究了富氧条件下Pd基催化剂上氢气选择性催化还原NOx的性能。论文首先考察了不同载体和助剂对Pd基催化剂H2-SCR性能的影响,然后通过改变催化剂的主导酸性位和活性组分的存在形式研究了Mn改性剂在H2-SCR性能中的促进作用,其次通过形成PdAu合金研究了Au改性Pd催化剂在H2-SCR中的性能；论文同时引入液相还原法制备了Pd纳米催化剂,探究了浸渍法和液相还原法制备的Pd催化剂出现活性差异的本质原因。研究中利用多种表征手段揭示了催化剂的性能与其结构之间的构效关系,并借助傅立叶原位红外漫反射（in-situ DRIFTS）表征手段阐述了H2-SCR反应机理。论文主要研究成果如下：1.Pd基催化剂的载体和改性剂是影响H2-SCR活性和N2选择性的重要因素。复合氧化物载体明显好于单组份氧化物载体,其中机械混合法制备的TiO2-Al2O3载体性能最好。比较了Pd负载量对不同载体负载Pd催化剂的H2-SCR性能,发现增加Pd负载量可明显提高催化剂的低温活性,但是对不同载体负载Pd催化剂的N2选择性影响不同。预处理气氛明显影响Pd催化剂的H2-SCR活性和活性温度窗口：与未经预处理的催化剂相比,H2预处理提高了催化剂在150℃下的低温活性,同时N2选择性保持不变；O：预处理提高了催化剂的高温活性,但是降低了200℃后的N2选择性；先O2再H2预处理提高了催化剂活性并拓宽了温度窗口。Sn和Ni助剂均通过提高催化剂吸附-氧化NO的能力,促进其与活性组分Pd的相互作用,提高了催化剂的活性和N2选择性,其中Sn改性催化剂吸附和氧化NO的能力与脱附NOX的能力平衡,所以Sn改性Pd催化剂的H2-SCR性能最佳。2.助剂Mn显著提高了0.5%Pd/TiO2-Al2O3催化剂在200℃后的NOX转化率和N2选择性。XPS结果显示添加2%Mn后Pd仅以PdO的形式存在,NOX-TPD结果表明催化剂上吸附了新的和更多的活性物种,以上两个因素是催化剂高温活性提高的主要原因。另一方面,H2-TPR、in-situ DRIFTS、XPS和NOX-TPD等结果表明Mn和Pd之间的协同作用提高了催化剂的氧化还原性能和氧空位的含量,降低了活性物种与催化剂之间的结合能,加速了NO+O2+H2的反应速率,并使得催化剂的主导酸性位从Br（?）nsted酸转换成Lewis酸,促进了NH3的生成,从而使反应按照NH3-SCR路径进行,这些因素极大提高了催化剂的高温N2选择性。3.由于Pd-Mn催化剂的活性温度窗口不足以满足机动车尾气的温度范围,且受到Pd和Mn之间协同效应的启示,论文从Pd合金角度出发,通过Au的改性发现1%Pd-0.5%Au/TiO2催化剂在100-400℃的NOX转化率和N2选择性均保持在75%左右,NOX转化率和N2选择性随反应温度变化的曲线基本呈“一字型”分布。XRD、SEM、HRTEM、H2-TPR、CO吸附的in-situ DRIFTS表征结果表明：0.5%Pd-1%Au/TiO2催化剂上形成了金属态Pd0和PdAu合金,且Au的加入抑制了反应过程中Pd0向PdO的转化；催化剂的粒径小、分布窄、几乎无团聚现象；催化剂上吸附了更多活性中间体；Lewis酸性位上吸附的NH3中间体和Br（?）nsted酸性位上吸附的4+中间体强度变强,且这些活性中间体在100～400℃的热稳定性好。论文进一步考察了催化剂的制备条件,结果表明最优负载量为1%Pd-0.5%Au/TiO2、最佳焙烧温度是500℃、Pd-Au之间的相互作用在TiO2载体上出现而在Al2O3上未曾出现。4.通过比较液相还原法、沉积沉淀法、水热法和微乳液法制备的Pd/Al2O3纳米催化剂的H2-SCR性能,发现以液相还原法制备的Pd纳米催化剂活性最高、温度窗口最宽。不同还原剂的比较结果显示以聚乙二醇为还原剂制备的催化剂性能最好,将其与等体积浸渍法制备的Pd/Al2O3催化剂比较,发现该催化剂在保持高N2选择性的同时明显提高了NOX转化率。BET和SEM结果表明液相还原法制备的Pd/Al2O3催化剂的比表面积明显大于等体积浸渍法制备的催化剂,且粒径小、分布窄、分布均匀,有利于H2-SCR反应的进行；XRD结果表明液相还原法制备的催化剂上Pd仅以Pd0形式存在,这是催化剂呈现低温高活性的主要原因；in-situ DRIFTS结果显示液相还原法制备的Pd/Al2O3催化剂上的重要活性中间体Pd0-NO强度大,其它活性吸附物种热稳定性好,活性中间体Br（?）nsted酸性位上吸附的NH4+种类多。论文进一步比较了两种催化剂使用后的H2-SCR性能,发现液相还原法制备的催化剂的H2-SCR活性也明显优于浸渍法制备的催化剂。论文设计制备的Pd-Mn/TiO2-Al2O3和Pd-Au/TiO2催化剂的NOX转化率和N2选择性大大提高,并且活性温度窗口也得到了拓宽,为进一步设计制备高性能的H2-SCR脱硝催化剂提供了科学指导。