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随着全球工业化的飞速发展,大气污染日益严重,氮氧化物作为主要的大气污染物之一,如何有效降解氮氧化物受到人们的广泛关注。本文在总结前人实验和理论研究经验的基础上利用泛函密度理论(DFT)方法研究了NO在钒改性ZSM-5分子筛上直接催化分解和氨选择性催化还原降解的两种催化处理方法。首先,本文着重研究了NO分子在[V0]活性位点上的吸附行为,包括NO的N端吸附(k11-NO),O端吸附(k1-ON)和平行吸附模式(k2-NO),计算结果表明NO在[VO]上的吸附主要以N端为主。接着本文分别考察了NO在[VO]活性位点上的直接催化分解反应机理,得出了最佳分解路径。结果表明,NO直接分解过程中经过产生中间体N2O的过程,而且生成N2O过程活化能(0.51eV)较低,说明N2O的生成相对容易。随着N2O的分解,NO被分解成N2和O2。这个过程控速步为O2的脱附过程,脱附能为2.65eV。为考察不同的活性位点在NO直接催化分解中的作用,本文进一步考察了NO在[V]活性位点上的直接催化分解反应机理,得出了最佳分解路径。结果表明,N2O在[V]活性位点上形成过程活化能(2.06eV)较在[V0]活性位点上形成过程活化能大,吸附态O2在V上形成过程活化能(4.57eV)较[VO]活性位点上O2的脱附能(2.65eV)大。随后,本文系统地考察了V-ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原(NH3-SCR)催化性能。NH3分子与吸附态的NO反应后生成不稳定的中问产物NH2NO和新的吸附态OH。随后NO2吸附于V上游离的NH3与之反应生成NH2NO和H2O。不稳定的中间产物NH2NO易于在ZSM-5分子筛B酸上分解成N2和H2O,本文同样考察了NH2NO在V上的分解过程,结果显示NH2NO在V上的分解具有不太高的活化能(1.75eV和1.63eV)。