挥发性有机化合物(VOCs)是一类主要的大气污染物，是雾霾和臭氧形成的重要前体物，会导致接触者身体不适，部分具有“三致”作用，其治理受到了广泛关注。催化氧化是目前比较有前景的处理技术，能在较低的温度下氧化VOCs为H2O和CO2。但高效经济的催化剂的缺乏限制了催化氧化法的实际应用。因此，本研究选择甲苯为目标污染物，制备四种MnO2样品开展了以下的实验研究。
　　本研究首先通过高锰酸钾与乙酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸锰的氧化还原反应，制备了MnO2-Ac、MnO2-N、MnO2-Cl和MnO2-S四种样品，比较了它们氧化甲苯活性的大小，并采用XRD、TEM、吸附脱附等温线、H2-TPR、XPS等手段对制备的样品的理化性质进行了表征。结果表明，MnO2-Ac催化剂的甲苯氧化活性最佳，T90为200℃。四种样品的催化活性由高到低为：MnO2-Ac>MnO2-N>MnO2-Cl>MnO2-S，主要与催化剂的比表面积、表面氧空位量和表面吸附氧量相关。紧接着本研究以MnO2-Ac为对象考察了改变烟气组分(O2，H2O以及甲苯)浓度和改变空速对甲苯氧化效率的影响。O2在MnO2-Ac氧化甲苯的过程中具有非常重要的作用。H2O对MnO2-Ac氧化甲苯有抑制作用，催化活性随H2O含量的增加而降低，但在300℃下，MnO2-Ac具有极好的耐水性，催化效率在35h内始终保持在大约100%。改变甲苯浓度对MnO2-Ac氧化甲苯几乎没有影响。MnO2-Ac的催化氧化活性随着空速的增加而降低，但空速加大后，MnO2-Ac仍可在较低的温度下实现90%的甲苯转化率。可见，MnO2-Ac是脱除甲苯的理想材料。最后，本文借助原位红外，研究了甲苯的氧化路径，主要的中间产物有苯甲酰氧化物、苯甲醛、苯甲酸、顺丁烯二酸酐和链状羧酸盐等。