大气中的汞一般具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性，可随大气循环扩散至全球，经干湿沉降后进入水体和土壤，在生物甲基化反应的作用下还可形成剧毒的甲基汞，对人群健康和生态环境产生了极大的威胁，已成为全球广泛关注的环境污染物之一。燃煤汞排放是大气中汞的主要来源，因此有效控制燃煤汞排放，并开发出具有发展前景的汞污染控制技术是我国环境汞污染控制的重中之重。利用燃煤电站现有的污染物控制装置实现汞的协同处理是实现燃煤电厂汞污染控制最为简单、经济的技术方法，研究发现选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂在促进氮氧化物还原的同时，对汞的脱除也有一定的促进作用，但其催化性能并不理想，且商用SCR催化剂所需要的温度操作区间较高（>300oC），容易发生空气预热器和催化剂的堵塞和腐蚀。因此研发具有高脱汞性能的低温（<300oC）SCR脱硝催化剂，不但可以实现对燃煤烟气中氮氧化物和汞的协同处理，而且可避免催化剂的磨损，增长催化剂的使用寿命，对燃煤汞污染控制具有重要的理论、经济和现实意义。本文简要介绍了汞的理化性质、用途及危害，论述了大气环境中汞的主要来源以及国内外在燃煤烟气中汞污染控制方面的主要技术方法；介绍了SCR脱硝的基本原理和工艺流程，论述了国内外在低温SCR脱硝催化剂方面的发展概况。在此基础上，选用活性炭纤维（ACF）和酸性沸石分子筛（HZSM-5）类低温SCR脱硝催化剂进行脱汞和协同脱硝脱汞的实验，以期开发出高效的燃煤烟气汞污染控制技术。实验部分首先制备负载型的ACF和HZSM-5催化剂，模拟研究催化剂的制备方法、活性组成、反应温度以及烟气组分对催化剂Hg⁰脱除性能的影响；对反应前后的催化剂分别进行物理化学表征，研究Hg⁰在催化剂气固两相传质的规律以及在催化剂表面的物理化学行为，阐明催化剂对Hg⁰氧化的作用机理。在分析Hg⁰在催化剂表面气固两相的传质规律、物理化学行为和Hg⁰的氧化作用机理的基础上，筛选脱汞性能较好的催化剂，在实验室模拟研究其对燃煤烟气中的氮氧化物和汞的联合脱除性能，分析催化剂组分、反应温度、烟气成分对催化剂同时脱汞和脱硝效率的影响；对反应前后的催化剂分别进行物理化学表征，运用Hg⁰在催化剂表面的脱除机理以及NO在催化剂表面的作用机理揭示脱硝和脱汞之间的相互作用机制。以上研究结果显示：①低温SCR脱硝催化剂CeO₂/ACF对Hg⁰的脱除效率随着反应温度的升高呈先升高后减小的趋势，并在150oC时达到最大值。CeO₂/ACF中的CeO₂的负载量对Hg⁰的去除反应具有很大影响，在负载量为6%时对Hg⁰的脱除效率达到最高的90%。另外烟气组分中有O₂存在时，SO₂和NO可以提高CeO₂/ACF的脱汞效率，但是烟气中存在的H2O对CeO₂/ACF的脱汞效率表现出一定的抑制作用。②相较于其它商业用SCR催化剂，CeO₂/ACF表现出了良好的低温同时脱硝脱汞性能，特别是在反应温度为200oC时，CeO₂负载量为11%时，CeO₂/ACF对Hg⁰的脱除效率达到最佳的90%，对NO的脱除效率虽不是最佳值，但依然达到了82%，展现出良好的实现同时脱硝脱汞的工业应用价值。③CeO₂/HZSM-5催化脱汞的活性温度区间较宽，其在200²80oC的温度范围内均表现出良好的脱汞性能。而CuO/HZSM-5催化脱汞的活性温度区间较窄，只有当反应温度达到240oC时，其对Hg⁰的脱除性能高才能达到最佳。这一结果表明相较于CuO，CeO₂更有利于Hg⁰的脱除。④对CuO/HZSM-5的同时脱硝脱汞实验研究发现，在反应温度为250oC时，6%CuO/HZSM-5对Hg⁰的脱除效率达到了最佳的90%，其脱硝效率也处于较高的90%左右，且催化剂CuO/HZSM-5的再生工艺较为简单，这一结果预示着CuO/HZSM-5有着良好的实现低温同时催化脱硝脱汞工业应用的价值。