人类社会高速发展,生产和生活过程中不可避免地排放出各种污染物,对环境造成的污染日渐严重,为缓解发展与环境污染之间的矛盾,实现可持续发展,开发和完善先进的污染物排放控制方法和技术,已成为近年来备受公众关注和亟待解决的重大问题之一。催化降解技术,因能弥补传统吸附法仅实现污染物相态转变的缺陷,实现污染物彻底矿化,被认为是最具潜力的污染物末端控制方法。本文利用CNTs修饰钛基催化剂,结合紫外光／臭氧两种辅助手段,克服已有常规催化剂活性温度高的缺点,实现污染物低温高效脱除,探讨CNTs修饰对催化剂活性的提升机制、多途径耦合降解机理,得到以下结论：(1) 活性组分含量多少并不是催化剂活性的唯一决定因素,催化剂载体类型、颗粒尺寸、晶体相态也是催化剂活性的关键影响因素。颗粒尺寸在纳米级,晶相为锐钛矿的Ti02更适合选作催化剂载体。单个V=O键和三个V-O-Ti键组成的四面体分子结构被认为是催化剂主要活性位。反应温度降低、空速增加不利于催化降解过程,初始浓度变化对不同催化剂产生不同影响。一氯苯在纳米Ti02为载体的钒钛催化剂上催化降解所需表观活化能仅为19.8±3.7 kJ/mol,低于苯催化降解所需活化能(25.9±4.3 kJ/mol),证实氯取代基存在有利于芳烃类化合物在钛基催化剂表面的催化降解。(2) CNTs作为载体修饰钛基催化剂,催化剂颗粒均匀附着在CNTs外壁,催化剂比表面积增大,颗粒分散性变好；金属V的平均氧化态,催化剂表面化学吸附氧浓度、晶格氧和金属原子之间的结合能变高；V/Ti-CNTs催化剂对1,2-二氯苯低温(150*(2)催化脱除效率较常规V/Ti催化剂提升37%,得益于CNTs对催化剂吸附能力增强,吸附模式改变,氧化能力提高。其中,管径尺寸为20-30 nm,表面羧基化的CNTs对催化剂活性提升作用最为明显。(3) 1,2-二氯苯催化降解效率与表面化学吸附氧浓度、晶格氧结合能以及金属V平均氧化态呈线性正相关,尤其与晶格氧结合能之间线性关系尤为明显。1,2-二氯苯在V/Ti-CNTs催化剂表面吸附模式由垂直吸附转变为平行吸附,促进了苯环断裂,脱氯过程反而被弱化。催化反应首先利用催化剂表面化学吸附氧；当化学吸附氧被消耗完全之后,催化剂中的晶格氧被提供作为氧化剂。气氛中氧气存在能促进苯环断裂并不断补充催化剂在反应过程中损失的氧,将还原为低价态的V重新氧化成高价态,实现催化剂循环使用,故有氧气氛中,V/Ti-CNTs能保持长时间活性不失活。(4) 在高空速(20,000h-1),高初始浓度(12.2 ngTEQ/Nm3)所营造的较为“严苛”的试验条件下,V/Ti-CNTs催化剂不论在低温或高温区,都能实现气相二嗯英的高效脱除,脱除效率达99%以上,这要归功于CNTs提升了V2O5/TiO2-CNTs催化剂对二嗯英分子的捕获能力。反应温度为150℃和220℃时,二嗯英高脱除效果以吸附为主,毒性当量实际降解效率较低。二嗯英分子在催化剂表面的氧化分解是整个催化反应过程的控速步骤。反应温度升高,二嗯英降解效率提升幅度小于吸附效率降低幅度,脱除效率反而有所降低。NO和NH3存在于反应气氛中,NH3与二嗯英分子存在竞争吸附效应,但NO对二嗯英催化降解效率有明显的提升作用,说明NO-NH3反应与二嗯英降解在不同反应活性位上进行。OCDD和OCDF催化降解反应所需活化能因NO和NH3加入,分别降至3.6 kJ/mol和5.4 kJ/mol,降解反应更易进行。(5) 基于CNTs修饰钛基催化剂降解气相二嗯英研究,进一步利用催化／紫外光／臭氧多途径耦合提升催化剂活性。根据反应动力学计算,在气氛中添加臭氧可使1,2-二氯苯降解速率提高22倍,相较于耦合紫外光,催化耦合臭氧是更为有效的提升催化降解反应速率的手段之一,主要得益于臭氧在催化剂表面的分解,产生超氧自由基022-和氧离子O-,促进PCDD/Fs在催化剂表面的异相反应。CNTs和MnOx可分别提升催化剂对臭氧的捕获能力和促进臭氧在催化剂表面的分解,Mn加入使催化剂臭氧耦合作用优于CNTs表面羧基化。催化／臭氧耦合会改变催化剂组成、基本结构参数、表面酸性、元素化合态和氧化还原能力。最后结合催化／紫外光,催化／紫外光／臭氧耦合降解氯苯的机理认识以及臭氧耦合对催化剂物理化学特性的影响,提出较为全面的多途径耦合催化降解二嗯英的机理。