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氮氧化物（NOx）是大气主要污染物之一,其过量排放不仅会引起酸雨、光化学烟雾、雾霾等环境问题,严重危害人体健康与生态环境,并且还难以处理。因此,如何高效低成本地脱除工业烟气中的氮氧化物对于防治大气环境污染具有重要意义。在众多氮氧化物脱除方法中,催化脱除法是最具发展前景和经济效益的方法,其中催化剂是该方法的核心。由于工业燃煤锅炉所排放的烟气具有高温、高浓度粉尘和高含量SO2的特点,易导致催化剂失活,为减少这些因素对催化剂的影响,可将脱硝反应器置于除尘和脱硫装置之后,而此时的烟气温度低于300℃,难以满足传统催化剂V2O5-WO3/TiO2所需反应温度,若对烟气再次加热到350℃以上,无疑会提高运行成本。因此,研发低温高效的脱硝催化剂是氮氧化物催化脱除方法的关键。本文以硝酸预处理后的活性炭为载体,以Ni、Cu、Mn为活性组分,并辅以稀土氧化铈,采用浸渍法制备了一系列负载型金属氧化物催化剂,用于直接催化分解NO性能研究。考察了载体预处理、浸渍方法等催化剂制备工艺条件,以及烟气条件对催化剂分解活性的影响,并借助BET、FTIR、XRD和TEM表征手段,分析催化剂催化分解NO的反应机理。BET和FTIR结果表明,HNO3预处理活性炭,不仅可增大其比表面积和孔容,还可以改变官能团的种类与数量,以及减少活性炭表面的杂质成分。在直接催化分解NO反应体系中,三种不同金属氧化物的活性顺序为NiO>CuO>MnO2,CeO2的改性可进一步提高NiO/AC的活性,其中Ce4+/Ce3+和Ni2+/Ni3+具有强氧化还原能力,能加快还原/氧化循环,从而可提高NO转化率。XRD和TEM表征结果显示,采用共同浸渍法形成的NiO和CeO2结晶度低,晶粒小且均匀分散在活性炭表面上,当Ni O和CeO2负载量分别为5%和3%时,该催化剂活性最佳,当温度为300℃时,NO浓度在200600ppm之间,空速在39005850h-1之间,氧含量在18%之间,其NO转化率可保持在9099%范围内,该催化剂用于直接催化分解NO,操作弹性大,抗氧性能强,脱硝率高,且该工艺无需NH3等有毒易燃易爆气体作为还原剂,可避免二次污染,降低脱硝过程中的危险性。本文研究了催化剂MOx/AC和MOx-CeO2/AC的低温SCR性能,结果表明三种不同金属氧化物的低温SCR活性顺序为:MnO2>CuO>NiO,该活性顺序与直接催化分解NO的活性顺序正好相反,进一步证明了催化剂具有选择性,在低温SCR反应体系中,MnO2具有较好的低温SCR活性。XPS表明,MnO2-CeO2/AC中的Mn元素主要以Mn4+形式存在,而Ce元素主要以Ce4+和Ce3+共存,可增强电子之间的转移,有利于活性位再生,使得MnO2-CeO2/AC表现出较好的低温SCR活性。当MnO2与CeO2负载量分别为5%和3%时,该催化剂活性最佳,当反应温度为75℃,n（NH3/NO）=1,空速在39009749h-1范围内,氧含量在37%范围内时,其NO转化率可维持在9099%左右,该催化剂适用于除尘脱硫工艺后,无需再次加热,可有效降低运行成本,且所需反应温度低至75℃,可避免高温SCR反应器和蒸汽对人体的高温危害。