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氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,是光化学烟雾和酸雨形成的主要原因,可以直接与血红蛋白结合造成呼吸系统疾病。虽然政府对NOx的排放进行了控制,但是NOx排放量仍然巨大,对生态系统和人类健康构成了严重的威胁。因此,如何高效脱除废气中的NOx成为了大气环保领域中的一项重要课题。选择性催化还原(SCR)和直接催化分解是最引人关注的脱硝技术。其中NH3-SCR是当前工业应用最多的脱硝技术,但仍存在反应温度区间狭窄、还原剂NH3的储运风险和二次污染,SO2存在时容易生成(NH4)2SO4使催化剂中毒失活等问题。直接催化分解脱硝不需添加还原剂,NO直接转化成无毒无害的N2和O2,被认为是最具潜力的脱硝方法,但存在反应温度高、氧阻碍等问题。针对上述问题,许多学者致力于低温高效、环境友好脱硝技术的研发。活性炭(AC)价格低廉、资源丰富、储运方便,且其具有大的比表面积和发达的孔隙结构,是良好的催化剂载体和还原剂。本文选择固体AC替代NH3作为SCR脱硝还原剂。但常规反应模式下(CRM),AC-SCR脱硝所需反应温度高,AC消耗严重,且脱硝效果不理想。微波能够加速化学反应且有选择性地活化极性反应物分子,所以本文以固体AC为还原剂研究开发微波催化SCR脱硝方法。研制了 MeOx-CeO2/AC(Me=Fe,Mn,Ni)、Ni/AC 和 MeSx/AC(Me=Ni,Co)微波催化剂,系统考察了微波催化剂在微波辐照下AC-SCR脱硝的性能。微波催化反应模式下(MCRM),Ni/AC 和 NiSx/AC 在 250 ℃ 时、NiOx-CeO2/AC 在300℃时、MeOx-CeO2/AC(Me=Fe,Mn)和 CoSx/AC 在 350 ℃ 时 NO 的转化率接近100%。MCRM下,废气中共存02的浓度和水汽对NiOx-Ce02/AC、Ni/AC和NiSx/AC催化剂AC-SCR脱硝的催化活性几乎没有影响。MCRM下SO2存在时,Ni/AC的活性组分金属Ni和NiSx/AC的活性组分NiSx在AC-SCR脱硝耐久性测试中逐渐与S02反应生成NiO导致催化剂失活。鉴于微波能有效提高低温SCR脱硝性能,本文将其引入催化直接分解NO反应,研究了 LaSrBO4(B=Cu,Ni,Co)催化剂微波催化直接分解脱硝。在MCRM下,NO转化率在LaSrCuO4上350 ℃时达到最高94.6%,在LaSrCoO4上250 ℃时达到最高91%,在LaSrNiO4上300 ℃时达到最高91.2%。且废气中共存O2对LaSrCuO4直接催化分解NO脱硝的催化活性几乎没有影响。通过对微波辐照催化转化NO脱硝的研究,揭示了微波催化效应和微波选择效应。微波辐照能够有效降低反应的温度同时提高催化剂低温催化活性,表现出微波催化效应。在微波辐照下主要生成非极性反应产物,几乎没有极性副产物生成,同时非极性共存气体对催化反应过程几乎没有影响,表现出微波选择效应。