随着工业和经济的发展,空气污染已经成为发达国家和发展中国家都面临的难题之一。燃煤烟气中典型的空气污染物有二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、微量重金属、颗粒物（PM）等。其中,SO2和NOx是酸雨和光化学烟雾的主要前驱体,对环境具有重大的危害。目前,选择性催化还原（SCR）和湿法烟气脱硫（WFGD）是去除烟气中NOx和SO2最成熟的技术。该分级处理策略虽然可以实现对NOx和SO2的深度去除,但系统仍存在建设和运行成本高、占地面积大、结构复杂、稳定性低等缺点。因此,开发一种经济、高效、一体化的去除SO2和NOx的方法具有十分重要的工程意义和研究价值。本课题基于气相芬顿反应耦合液相吸收溶液一体化脱硫脱硝技术,首先研究了凹凸棒土（ATP）作为异相芬顿催化剂去除烟气污染物的可行性,考察了改性ATP对NO和SO2脱除效率的影响,通过不同反应条件下（催化温度、H2O2进量速率、湿度、（NH4）2SO3质量浓度以及尿素质量浓度）污染物脱除结果及表征分析,分析和论述了SO2和NO在H2O2/ATP系统下的反应机理。实验结果表明,有序层状结构的ATP具有多样的表面基团、较大的比表面积和丰富的孔隙结构,为污染物和H2O2提供了可以相互作用的场所。经过改性后的ATP表面Fe OH含量明显提高,有利于H2O2的催化分解。利用固体废弃物塑料和赤泥（RM）进行脱位热解合成磁性碳纳米管复合材料（RM-CNTs）,并将这种材料用作气相芬顿氧化脱除燃煤烟气中SO2和NO的新型催化剂。在最佳条件下（SO2进口浓度为2000 ppm,NO进口浓度为500 ppm,O2进口浓度为7 vol%,反应温度为140℃,H2O2浓度为2 mol/L,H2O2进液速率为2 m L/h,模拟烟气流量为1.5 L/min,催化剂用量为0.5 g,吸收液固比为20:1）,其脱硫和脱硝效率分别达到98.6%和91.5%。通过机理实验和表征结果发现,磁性碳纳米管复合材料RM-CNTs的活性成分包括碳纳米管和纳米金属颗粒（Fe3O4、Fe~0和Fe3C）。而H2O2/RM-CNTs体系显示出与传统类芬顿反应不同的催化途径,除了在H2O2/RM-CNTs体系中发现·OH之外,在H2O2/RM-CNTs体系中观察到作为主要活性氧的~1O2;同时基于自由基抑制实验发现,·O2H是~1O2形成过程中的重要中间体。通过生物质热化学降解得到具有大表面积和多种表面官能团的生物焦,我们对H2O2在生物焦（由稻壳、竹子和松木500℃热解制成）上催化分解行为及NO的氧化过程进行研究。实验结果证明,生物质的类型和热解温度会影响生物焦中持久自由基（PFRs）的浓度和类型。在本研究中,生物焦可以作为一种良好的O2诱导剂,因为PFRs在反应过程中可以将电子转移到环境中的分子氧以产生·O2-,但PFRs对H2O2的催化分解没有促进作用。为了进一步提高NO的氧化率,本文采用一步法合成了磁性生物焦催化剂（MCs）。研究发现,Fe Cl3和CO2可促进MCs的孔隙发展。电子顺磁共振（EPR）和自由基猝灭实验证实了H2O2/MBC系统中的PFRs、·OH和·O2-对NO氧化起到了促进作用。此外,本文还对NO氧化反应的宏观动力学进行研究,发现NO氧化反应符合准一级动力学模式;反应温度为373～453 K时的反应速率常数符合阿伦尼乌斯方程,表观活化能为32.07 k J/mol。最后,本文利用密度泛函理论研究了H2O2/Fe3O4体系中NO的氧化机理。首先建立了催化剂的晶体结构模型,对H2O2和NO在Fe3O4（111）表面不同终端Fetet1和Feoct2的吸附与分解以及Fe3O4（111）表面H2O2分解生成·OH的机理进行研究。同时,以OH-Fe3O4（111）作为预吸附表面,研究了NO在预吸附表面上的氧化反应。通过对原子之间键长、键角、Bader电荷及电子差分密度进行分析,结果表明H2O2的分解反应遵循Haber-Weiss机制,而NO与·OH的结合属于放热反应,有助于NO氧化反应的自发进行。