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氮氧化物（NOx）是毒性最强的大气污染物之一,对生态环境和人体健康都造成了极大的危害。日益严重的大气污染和严重的雾霾天气引起人们对环境问题的极大关注,如何高效深度脱硝消除大气污染和雾霾已成为最迫切的环保难题。工业上广泛使用的NH3-SCR脱硝有很大的缺陷,例如:需要储存NH3、不可避免的泄露和排放未反应且有毒的NH3。因此,尝试用活性炭（AC）来代替NH3还原NO可以避免NH3的问题。但是AC还原NO需要很高的反应温度,而且AC极易被氧气所消耗。因此在低温和过量氧气存在条件下实现具有高活性和高选择性AC还原NO脱硝仍然是一个挑战。直接催化分解NO脱硝是最理想的方法,该过程无需还原剂、工艺简单和不产生二次污染。目前虽然关于NO的直接催化分解方面的研究报道很多,也取得了一定的进展,但仍存在脱硝率低和明显的氧阻抑现象。因此,开发更有效的直接分解NO脱硝技术是催化领域的一个极大的挑战。微波加速的多相催化反应已引起极大的关注,因为微波可以在温和条件下表现出极大地加速催化反应速率并具有选择性加热的特点。微波的这些重要特征将可以为解决AC还原NO反应存在的问题,为直接催化分解NO的反应提供新的途径。然而,迄今为止,很少有人把注意力放在微波辐照直接催化分解NO上。仅有一篇文献报道:在微波加热模式下Fe/ZSM-5催化剂上直接分解NO,虽然Fe/ZSM-5催化剂在常规加热模式下几乎没有催化分解NO的活性,但是在微波辐照下NO转化率可以达到70%。迄今为止,对于微波催化直接分解NO,具备高活性和高选择性的微波催化剂仍未见报道。大量的微波加热或微波辅助化学反应或催化反应的实验和研究报道都观测到并证实了微波可加快反应速度,尽管提出了“微波非热效应”或“微波特殊效应”和微波“热点”假设来试图解释微波加速反应的现象和结果,但是微波如何加快化学反应及其作用机理根本未认识清楚。近年来尽管使用微波辐照加速化学反应研究报道的文献在快速增长,但是迄今为止仍然没有认识清楚也没有揭示微波辐照作用于化学反应的本质。本文针对上述这些问题和高效催化转化NO脱硝的难题,就微波催化转化NO和微波效应开展研究,具体的内容包括如下几个部分:（1）研究了低温（300°C以下）和过量氧气存在条件下Mn2O3催化剂微波催化AC选择还原NO。发现在微波辐照下Mn2O3/AC能高效催化还原NO,在温度低至300°C和过量氧气存在条件下,NO转化率和N2选择性分别可高达98.7%和99.8%。在微波催化反应模式下微波辐照表现出微波选择效应。催化剂在微波催化反应模式（MCRM）下的活性比常规反应模式（CRM）下的高很多。进口气体不需要预热,而出口尾气在反应后维持在室温,因此微波催化反应模式能够极大地减少反应过程中的热损失从而降低能耗。在微波催化反应模式下还原NO,Mn2O3/AC比AC活性更高。（2）研究了Me Ox-Cu-ZSM-5微波催化剂在超氧条件下微波催化直接催化分解NO反应。发现在超氧条件下微波催化能够高效直接分解NO,Mn O2-Cu-ZSM-5和Ni2O3-Cu-ZSM-5微波催化剂上NO转化率可以分别达到94.3%在（300°C）和92.3%（在350°C）,同时N2选择性仍超过98%。常规反应模式下Cu-ZSM-5的表观活化能为75.6 k J/mol,微波反应模式下Mn O2-Cu-ZSM-5和Ni2O3-Cu-ZSM-5微波催化剂的表观活化能分别降低至15.5 k J/mol和25.7 k J/mol,这表明Mn O2-Cu-ZSM-5和Ni2O3-Cu-ZSM-5微波催化剂在微波催化反应模式下表现出微波催化效应。Mn O2-Cu-ZSM-5和Ni2O3-Cu-ZSM-5是性能优良的微波催化剂,然而单独的Cu-ZSM-5却不是很好的微波催化剂。在微波催化反应模式下,微波辐照表现出微波选择效应,氧气浓度对Me Ox-Cu-ZSM-5催化剂上直接分解NO没有影响。（3）研究了Me Ox/Al2O3（Me=Cu,Mn,Ce）微波催化剂在超氧条件下微波催化直接催化分解NO反应。发现即使在250°C的低温下和10%的氧气共存条件下Ce Cu Mn Ox/Al2O3微波催化直接分解NO是非常高效的,Ce Cu Mn Ox/Al2O3催化剂上NO转化率和N2选择性可以分别达到94.8%和98.7%。微波辐照明显增加Me Ox/Al2O3催化剂对分解NO反应的催化活性。尽管在常规反应模式下Me Ox/Al2O3（Me=Cu,Mn,Ce）催化剂在300°C以下几乎对直接分解NO没有活性,但是它们却在微波催化反应模式低温下表现出卓越的催化性能。（4）研究了Ba Mn1-xMgx O3钙钛矿型混合氧化物催化剂在微波催化反应模式下直接分解NO。发现了微波选择效应对一个困难（强氧阻碍）且重要的催化分解反应——过氧条件下直接催化分解NO提供了消除氧阻碍的新方法。在微波催化反应模式下直接分解NO时,氧浓度对Ba Mn1-xMgx O3催化剂的催化性能没有影响。并且微波催化反应模式下,在250°C的低温和过氧条件下Ba Mn0.9Mg0.1O3催化剂NO转化率和N2选择性分别高达99.8%和99.9%。（5）考察了Ba BO3（B=Mn,Co,Fe）催化剂中B位的影响。发现在微波反应模式下三种催化剂的催化活性都明显高于在常规反应模式下的催化活性。NO在Ba Mn O3催化剂上最好的转化率是在300°C下的93.66%,在Ba Co O3催化剂上最好的转化率是在250°C下的99.9%,而在Ba Fe O3催化剂上最好的转化率仅有64.1%（在250°C）。Ba Co O3和Ba Mn O3具有很强的吸波能力,是很好的微波催化剂,而Ba Fe O3的吸波能力较差,不是很好的微波催化剂。在常规反应模式下,Ba Mn O3、Ba Co O3和Ba Fe O3催化剂的Ea’分别为194.5 k J/mol、153.7 k J/mol和197.5 k J/mol。然而,在微波催化反应模式下,Ba Mn O3、Ba Co O3和Ba Fe O3催化剂的Ea’分别降低到33.4 k J/mol、13.7 k J/mol和46.7 k J/mol,表现出微波催化效应。而且,在微波模式和常规模式下,这三种催化剂的催化性能的排序与Ea’值大小是相吻合的。（6）考察了Ba0.8A0.2Mn O3（A=Ca,K,La）催化剂中A位取代的影响。发现微波催化反应模式下,Ba Mn O3、Ba0.8Ca0.2Mn O3、Ba0.8K0.2Mn O3和Ba0.8La0.2Mn O3催化剂上最佳的NO转化率分别高达93.7%、92.3%、99.8%和95.5%。而相比较下,他们在常规反应模式下的活性很低。而且,在微波催化反应模式和常规反应模式下,Ca、K和La取代的影响是不一样的。即K和La取代可以提高在微波和常规模式下的催化活性,然而Ca取代导致在微波下的催化活性降低,尽管Ca取代在常规模式下可以提高催化活性。在微波催化反应模式下和常规反应模式下,这四种催化剂的催化性能的排序与Ea’值大小是相吻合的。（7）发现和揭示了微波催化作用是加快化学反应的真正原因。基于在微波辐照下直接催化分解NO可以导致NO转化率超过在常规反应模式下任何温度的NO转化率,揭示了微波加速非均相的气固相催化反应的确切原因是表观活化能降低,而不是仅仅的“热点”假设。这一发现挑战了经典的观点,即“热点”假设是微波加速非均相的气固相催化反应的主要原因。（8）发现微波是加速化学反应的新动力,揭示了微波辐照直接降低反应活化能的作用机理。基于微波辐照时化学反应温度降低了数百摄氏度和活化能降低的实验结果,发现微波辐照直接作用于降低化学反应的活化能,进而发现微波电磁波辐照是加速化学反应的新动力。本文提出了微波辐照与物质分子作用的模型,建立并推导出微波电磁波辐照使反应的活化能降低的计算方程式;阐述了微波辐照于化学反应的作用机理。阐释了微波辐照时化学反应或催化反应的实验现象和反应结果。