化石燃料燃烧释放的氮氧化物对人类健康及生态环境都有着严重的影响。传统的NH3-SCR脱硝法技术较为成熟,但该方法成本较高,同时考虑到氨气携带及运输的不便利性,NH3-SCR法并不适用于小型火电行业及移动源尾气中氮氧化物的处理。基于火电行业及汽车尾气中均有CO的排放,采用CO催化还原NO得到了广泛关注。本文采用活性炭作为催化剂载体,零价铁（Fe~0）作为催化剂活性组分以提升催化活性,通过固定床催化活性测试装置对催化剂还原NO的性能进行测试并结合多种表征手段,考察了制备条件对催化剂分散性及活性的影响,提出了一种采用分步法制备高分散性Fe~0催化剂的工艺路线,并对高分散性Fe~0催化剂的抗水、抗氧和抗二氧化碳的能力进行考察;以石墨烯作为载体,制备了一系列高分散性Fe~0催化剂用于NO还原,采用原位表征技术以及DFT模拟方法对石墨烯负载Fe~0催化剂还原NO的反应机理进行探究。本文主要研究内容如下:（1）以椰壳生物质活性炭（AC）作为催化剂载体,采用等体积浸渍法制备出了一系列负载型纳米Fe~0催化剂用于NO的还原。负载型Fe~0催化剂具有较强的催化还原NO的能力,在325℃时5Fe/AC-700（3）催化CO还原NO的效率即可达到85.3%。活性组分Fe~0的分散性随着金属负载量的增加以及煅烧还原温度的升高而逐渐降低。当反应过程中存在CO时,Fe~0分散性的增加提升了催化剂的活性。但反应过程中没有CO存在时,Fe~0的负载量对NO还原效率起到关键作用。随着反应的进行,Fe~0颗粒逐渐被氧化成Fe3O4,催化剂活性逐渐降低,最终失活。CO的添加可以抑制Fe~0的氧化,从而增强催化剂的性能及寿命。（2）采用分步法,通过对两段煅烧温度及煅烧时间的调控,制备出了负载在AC上的高分散性Fe~0催化剂用于NO的还原。当反应过程中没有CO存在时,煅烧温度以及煅烧时间的调控对催化剂活性的影响不大。当反应过程中存在CO时,第二段采用低温煅烧制备出的催化剂的性能有着明显的提升,5Fe/AC-700（1）-600（2）具有最高的还原NO能力,反应温度为325℃时其催化CO还原NO的效率即可达到91.3%。当反应气氛中存在O2以及CO2时会加速Fe~0的氧化,导致催化剂活性的降低。水蒸气的存在不仅会氧化Fe~0活性组分,也会在催化剂表面与NO发生竞争吸附,导致NO转化率下降。当停止通入O2、CO2以及水蒸气后,CO的存在会使被氧化的活性组分再次还原生成Fe~0活性位点,使得催化剂活性逐渐提升。（3）以石墨烯作为催化剂载体,制备出了一系列高分散性Fe~0催化剂（Fe/G）用于对NO还原及其反应机理进行探究。Fe/G具有较强还原NO的能力。吸附在Fe/G催化剂表面上的NO会被分解生成表面活性氧（O*）以及N自由基,石墨烯将与（O*）反应生成CO2。反应过程中CO的存在有助于被氧化的Fe催化剂的还原,并重新释放Fe~0活性位点,促进NO还原反应的进行。然而,NO以及CO2易于与催化剂表面残留的（O*）发生吸附行为,形成硝酸盐以及碳酸盐,抑制了CO还原（O*）的进行,从而导致催化剂的失活。反应过程中Fe~0活性位点的存在降低了NO分解的能垒,加速了（O*）、CO2的产生,从而促进了NO还原反应的进行。