砷污染已成为全球性的污染问题,而砷化氢（AsH₃）作为一种毒性极强的气体污染物,是砷循环中的重要气体成分。砷化氢主要来自于有色金属冶炼、磷化工、煤化工及电石工业生产中产生的废气。排放到大气中的砷化氢,不仅对生态环境造成污染,对人类健康也造成重大危害,因此,脱除工业废气中的砷化氢显得极为重要。近年来,砷化氢的脱除方法不断取得新进展,催化氧化法成为脱除砷化氢的研究热点。但气流不均匀一直是砷化氢气固催化反应中存在的主要问题。这是由于当气固相反应器设计不良时,气流在催化剂床层内分布不均,致使一部分催化剂超负荷而过早失活,使催化剂劣化,从而影响催化氧化效率。为解决这个问题,提高催化剂性能,本文的研究方法对气固相催化氧化进行了改进——引入了外加磁场。磁场技术作为一种绿色高效的污染物处理方法,在环境保护领域受到研究者们的青睐。因此,在催化氧化脱除砷化氢的工艺中引入了磁场,能提升气固反应器的气体均匀性,使砷化氢催化氧化反应更高效地进行。本文研究了在外加磁场作用下,Fe/HZSM-5催化剂对砷化氢地催化性能以及对砷化氢脱除的磁助机理。考察了磁场条件下,催化剂制备的影响因素对催化剂性能的影响,包括载体种类、活性组分金属种类、活性组分前驱体种类、活性组分负载量和焙烧温度,由此筛选出的最佳催化剂制备条件为:用2 wt%FeCl₃用等体积浸渍法负载在HZSM-5分子筛载体上,再经400℃焙烧。此外,还考察了固定床温度、氧含量和磁场强度这三个反应条件影响因素对Fe/HZSM-5催化剂脱除砷化氢的磁助催化性能。实验结果表明,在实验操作温度为120°C,氧含量为1%,磁场强度为0.1T的情况下,Fe/HZSM-5催化剂的穿透时间达到35h,外加磁场将去除AsH₃的催化性能提高52%。为了进一步研究催化剂性能优劣的原因和磁助反应机理,对制备前后、反应前后和加磁前后的催化剂样品做了X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射能谱（XRD）、比表面积（N₂-BET）、能谱仪扫描电子显微镜（SEM-EDS）,傅里叶变换红外光谱（FTIR）,振动样品磁强计（VSM）等表征。综合表征结果分析表明,Fe/HZSM-5催化剂能有效脱除砷化氢是因为催化剂表面生成了Fe_xO_y活性组分。同时,外加磁场能提高砷化氢去除效率,促使催化剂表面生成更多的Fe₂O₃活性位点。AsH₃在磁场和微量氧气的作用下,首先被氧化生成单质As和H₂O,接着在HZSM-5表面焙烧后形成的O^-_2ads作用下,As被氧化为As₂O₃,并且在有磁条件下,As₂O₃可被进一步氧化为As₂O₅。磁场提高了催化剂的反应性能,并促进了砷化氢的催化氧化反应,证明了外加磁场对砷化氢的去除具有一定的应用前景。