甲苯是典型的挥发性有机污染物（Volatile Organic Compounds,VOCs）。传统的吸收吸附等脱除方法存在着设备复杂等多种问题。等离子体技术因其降解污染物效率高、反应时间短、操作简单等优势,在大气污染治理领域极具发展潜力,如何进一步揭示等离子协同吸附的特性参数对甲苯降解效果的影响规律,合理控制反应过程、明确中间产物,都是目前研究的热点问题。基于此背景,本文开展了介质阻挡放电等离子体协同碳纳米管吸附脱除甲苯特性的实验研究,对低温等离子体电源特性、初始污染物浓度、复杂混合气氛等因素对甲苯脱除效率和产物的影响展开了探讨。本文主要的工作内容如下:首先,论文对甲苯降解脱除技术研究进展进行了综述。分析比较了几种典型的VOCs治理技术和等离子体放电技术的优缺点。对低温等离子体协同碳纳米管吸附技术脱除有机污染物的研究进展做了梳理,详细介绍了本文使用的碳纳米管的性质、用于甲苯降解实验的线筒式介质阻挡放电等离子体（Dielectric Barrier Discharge,DBD）实验系统以及相关分析表征方法。在单一介质阻挡放电等离子体降解脱除甲苯体系下,对低温等离子体降解脱除甲苯的反应机理进行了分析,并通过实验研究了电源功率、初始甲苯浓度对氮气负载甲苯降解脱除效率的影响,实验结果表明:电源输出功率增加会提高低温等离子体降解脱除甲苯的效率,电源输出功率从1k W增加到3.2k W时,甲苯脱除效率从0增加到到最大值80%。甲苯初始浓度的增加则会使甲苯脱除效率降低,初始浓度从120mg/m³增加到800mg/m³时,甲苯脱除效率从30s的78%降到了66%。在复杂气体组分条件下的实验结果发现:NO和SO₂对甲苯脱除影响有所波动,但影响不大。O₂的增加使得反应中有利于甲苯分解的强氧化物质（O·、O₃）增加,随着系统中氧气含量从0.5%增加到5.5%,甲苯脱除效率从72%增加到83%。H₂O的存在则会抑制甲苯的脱除,湿度为18.5mg/L时,脱除效率仅为湿度为0时甲苯脱除率的70%。对降解脱除反应的气相产物和固体焦结状产物进行了表征分析,以进一步明确可能的反应路径,分析结果发现:气相产中物除了大量的二氧化碳,还含有苯环开环反应后的长链烃,和少量的芳香族化合物等产物;固相焦结产物则主要有醇类和酚类、烷烃、炔烃、胺类化合物、苯环取代物等不完全分解产物。在等离子体协同碳纳米管脱除甲苯的反应体系下,对碳纳米管的结构性质和吸附有机污染物的机理进行了概述,重点研究了电源特性参数和碳纳米管作为吸附剂对甲苯脱除的影响,并对碳纳米管进行EDS表征分析。结果表明:相对于单一等离子体以及单独碳纳米管吸附甲苯过程,将碳纳米管置于线筒式反应器前端进口并与等离子体降解相互协同,甲苯的脱除效率都有明显提高,能够达到90%;对初始碳纳米管、单独吸附甲苯后的碳纳米管、协同低温等离子体吸附脱除甲苯后的碳纳米管进行EDS表征,结果表明协同低温等离子体吸附后的碳纳米管中O元素含量减少了2%。使用板式DBD反应器分别在0.9、2.5、4.9k W电源输出功率下辐照改性碳纳米管1-3min后,几组碳纳米管短时间内对甲苯的吸附脱除效率均能够达到50%以上,比单独碳纳米管吸附效率高20%,说明等离子体辐照使碳纳米管吸附能力增强。本文的工作不仅有助于揭示低温等离子体降解脱除甲苯过程的机理,而且有望促进低温等离子体协同碳纳米管净化技术在工业VOCs处理上的实际应用。