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末端消除法是控制氮氧化物污染物排放的重要手段。低温等离子体能够活化反应组分,在与催化剂结合之后能促进还原反应的进行,进而可在≤150℃以下有效去除NOx。该方法同时体现等离子体的活化性能和催化剂的催化反应性能,在NOx去除方面极具前景。本文通过对比无催化剂条件的等离子体活化N2/O2/NH3反应和室温下等离子协同的γ-MnO2催化NH3还原NO反应,通过产物分析方法,探究了等离子体协同NH3-选择性催化还原NOx反应机理、催化剂性能、及其影响因素。(1)在无催化剂条件下对N2/O2,N2/O2/NO和N2/O2/NH3/NO气体组分的介质阻挡等离子体放电情况进行了研究。研究发现,无催化剂条件下,N2能被等离子体氧化成NO2,生成少量NO;O2是O3和O自由基的重要来源,通过O3的氧化作用将N和NO氧化成NO和NO2。反应气体中有NO时,NO优先被氧化;NH3存在时,NH3和N2不会被氧化成NOx。(2)以γ-MnO2为催化剂进行等离子体协同催化剂在N2、N2/NO、N2/NO/O2、N2/NH3、N2/NH3/NO 和 N2/NH3/O2/NO 六种气体组分中脱硝机理探究。结果表明,当不含O2时,MnO2被电离出O,与N反应生成NO和NO2,并且MnO2能分解O3;在无NH3的情况下,催化反应主要以O3氧化为主,通过O3将NO氧化成NO2,导致体系内NO2含量的升高;加入NH3之后,催化反应主要以NH3的还原为主,NH3能抑制NO2的生成,并能抑制N2的氧化,增加NO的去除率。(3)γ-MnO2表现出最好的催化反应活性。室温下,500 ppm NO进气,空速47110 h-1,γ-MnO2在 308J/L NOx去除率为88.8%。(4)载体对催化活性有影响,室温下,机械负载比例为1:3时,MnO2/5A在514 J/L达到96.6%的NOx去除率;MnO2/Al2O3在460 J/L达到76.5%的NOx去除率。(5)由于折合场强的存在,反应温度对MnO2和MnO2/5A的脱硝产生了促进作用,但在MnO2/Al2O3上会导致NO2生成量增加,致使NOx去除率下降;水汽和SO2对催化剂脱硝性能产生了不良的影响,原因在于两者都能抢占催化反应的能量和高能电子。并且SO2会在催化剂表面产生盐沉积,堵塞活性位和孔道,使催化剂失活,NOx不能在催化剂表面反应;16小时的放电不会影响催化剂的脱硝性能。