SO₂作为主要有毒有害污染物存在于许多工业生产排放的尾气中,如能在烟气脱硫的同时将SO₂转化成硫酸则可同步实现污染物净化和废弃物资源化。电渗析技术可将电化学催化氧化性能和离子交换膜选择透过性能结合,将SO₂的吸收、催化、氧化、富集、浓缩集成在一个反应步骤和一个反应设备中完成,缩短工艺流程,节省大量资源。已有工业烟气脱硫方法中,使用最多的石灰石石膏法,虽处理价格便宜但副产品石膏杂质多价值低,处理过程存在结垢和腐蚀等顽疾;现有吸收SO₂制硫酸工艺中,接触氧化法使用较多,但必须在高温和催化剂中完成,对SO₂气相氧化能量及成本要求高。电渗析技术在液相催化氧化SO₂,常温下完成,同时利用离子交换膜的选择透过性,把生成物从溶液中分离出来,同步实现SO₂的吸收氧化和硫酸的富集浓缩;与单纯液相催化氧化净化SO₂相比,其具有以下优势:（1）阳极产生的氧气能有效解决尾气中氧含量低、氧化效率低的问题;（2）可同步实现催化氧化、产物有效分离及硫酸的富集浓缩;（3）阳电极可以有效氧化SO₂,外加催化剂还可进一步提高作用效果。此外,电渗析技术占地小,投资少,易维修,好实现,不像蒸馏过程消耗大量燃料,不用反渗透中的高压泵为半透膜加压,无需离子交换那样频繁再生,也不排放酸碱废液再次污染环境,是一项优势众多前景广阔的技术。本论文围绕电渗析液相催化氧化净化低浓度SO₂制取硫酸工艺技术展开,阐述了为探索这一全新工艺而进行的多项研究。首先,介绍了本研究的意义和内容,综述了相关研究情况和进展,说明了试验使用的设备材料和分析检测方法。然后,从离子交换膜的研究开始,到具有电催化性能的阳极材料研究,详细记述了对电渗析两项核心材料的试制与分析。之后,深入到电渗析工艺本身,解析了为探寻最佳反应条件,关键影响因素,反应变化过程而进行的一系列实验及实验现象背后的原因。最后,在这些工作的基础上,研究了电渗析净化SO₂制取硫酸的反应原理,离子变化规律,催化氧化机理,建立了影响因素模型,推导了反应动力学方程,提出了总反应效率方程,为进一步研究提供了理论基础。通过实验和研究得到以下结果和结论:（1）电渗析催化氧化低浓度SO₂可以达到良好的净化和浓缩效果,最高净化率83.63%,最高酸浓度41.6%;加入40%的O2,0.05mol/L的Mn2+后,最高净化率达到99.08%,最高硫酸浓度达到43.64%。最优反应条件为:电流密度40mA/cm2,电解液流量100mL/min,SO₂气体流量50mL/min,SO₂浓度3135mg/m3,反应温度40℃,处理能耗约为0.24wh/mg。硫酸根反渗、水分子伴渗是酸浓度提高的重大阻碍。离子交换膜和阳极材料是最终效果的关键影响因素。（2）分析反应过程和机理得出,SO₂吸收率为:Jso2=GSO₂/A=KG（P-P*）=KL（C*-C）,电化学氧化表观动力学方程为:i = ke0p（△AE/RT）[SO₂]αf,总反应效率方程为:J=0.57+0.087A+0.0095B + 0.28AB-0.022A2-0.25B2（A:电化学氧化率,B:液相吸收率）。探讨了 SO₂吸收氧化原理;推演了溶液中SO32-和SO42-不同pH值下的浓度和平衡电位;讨论了 Mn2+催化的两种不同的观点和Fe3+配位自由基理论;计算了总效率与各单因素之间的函数关系;研究了 SO₂液相吸收和电化学氧化的反应动力学和总反应效率方程。（3）测试了现有离子交换膜的使用效果,研制了两类新型离子交换膜,其中QPPO-PVDF阴离子交换膜性能好、成本低。研究了国内外三类典型商业电渗析离子交换膜的主要参数和实用效果,研制了 PTFE-Nafion复合离子交换膜和QPPO-PVDF阴离子交换膜,测试结果表明:美国ULTREX膜具有较好性能,其电渗析浓缩硫酸的最高浓度达到51.79%;自制膜中,PTFE-Nafion复合膜能获得与国内成品膜相似的使用效果;QPPO-PVDF阴膜浓缩硫酸浓度达到42.81%,具备了超出国内现有离子膜15%的硫酸富集浓缩性能,同时PPO的成本为40元/kg是Nafion树脂的1/6,具有很大成本优势。（4）研制了五种对电渗析净化SO₂具有催化氧化作用的阳极材料,其中电沉积Ti/MnO2和Ti/Pb02/MnO2电极的催化氧化活性和电化学性能最好。分别制作了热烧结Ti/MnO2、电沉积 Ti/MnO2、电沉积 Ti/PbO2、热烧结 Ti/PbO2/MnO2、电沉积 Ti/PbO2/MnO2、五种电极,并对其表面形貌、涂层结构、元素价态、界面电阻、电极阻抗、析氧电位、使用寿命、实用效果和催化氧化机理进行了测试和表征。结果表明:电沉积法制作的Ti/MnO2电极和Ti/PbO2/MnO2电极均具有电阻小、氧过电位高、活性高、耐腐蚀、寿命长的特点;Ti/MnO2电极表面致密耐腐蚀性更强,Ti/PbO2/MnO2电极表面粗糙,对SO₂的催化氧化和净化性能更好;各电极表面的MnO2镀层对于SO₂的电化学氧化均表现出良好的催化活性。电渗析液相催化氧化技术可以有效净化SO₂并同步制取硫酸,根据实际需求,选用反应设备和设定反应条件可以达到很好的使用效果。