苯和氨是常见的空气污染物,其对人体健康和生态环境造成了极大的危害。治理苯和氨的空气污染刻不容缓。在众多苯和氨污染的治理技术中,催化氧化法是一种最常用的有效方法。其中,臭氧催化氧化法(Ozone Catalytic Oxidation, OZCO),因以臭氧作氧化剂,其具有低温下反应速率快和污染物脱除效率高等优势,近年来受到了人们广泛的关注。本论文采用等体积共浸渍法制备了HZSM-5 (HZ)分子筛负载的Ag-MnOx双组份催化剂(AgMn/HZ),将其应用于臭氧催化氧化脱除模拟空气中苯和氨的研究,并与HZ、Ag/HZ和Mn/HZ催化剂进行了比较。通过BET、XPS、H2-TPR和UV-Vis漫反射光谱技术对催化剂的物理化学性质进行了分析。另外,论文还开展了AgMn/HZ催化剂上循环的“吸附-空气放电”等离子体催化脱除苯的探索性研究。主要取得以下结果：1、在OZCO脱除苯的反应中,与HZ、Ag/HZ和Mn/HZ催化剂相比,AgMn/HZ催化剂不但具有最高的苯和O3转化率,而且具有最高的CO2选择性和最低的CO选择性。Mn3+是分解O3的主要活性位,并且AgMn/HZ催化剂上的O3分解活性与其Mn3+含量呈正相关性,这可归因于Mn3+易将电子转移给O3使其分解。当Mn担载量较低时(<2.4 wt.%), AgMn/HZ催化剂的初活性随Mn担载量的增加而升高；当Mn担载量较高时(>2.4、wt.%),其初活性随Mn担载量的增加基本不变。另一方面,AgMn/HZ催化剂的失活速率随Mn担载量的增加呈先减慢后加快的趋势,并且当Mn担载量为2.4wt.%时,AgMn/HZ催化剂失活最慢。根据反应后催化剂的程序升温氧化(Temperature Programmed Oxidation, TPO)表征可知,碳物种残留量最少是其失活最慢的主要原因。与干气相比,水汽的加入不但能够显著地提高AgMn/HZ催化剂的初活性,而且能够有效地减缓催化剂失活。当绝对湿度为0.1-0.2 vol.%时,初活性最高且失活最慢。此外,适当增加反应温度不但能够提高AgMn/HZ催化剂的活性和稳定性,而且能够提高目标产物C02的选择性。当反应温度为80℃,O3与C6H6的初始浓度比为9.5时,在空速约为283000 mL·h-1·g-1条件下,AgMn/HZ催化剂上的苯转化率维持在100%左右,并且O3转化率在90%以上,CO2选择性约为80%。2、为了探讨AgMn/HZ催化剂上臭氧氧化苯的反应机理,开展了预吸附苯的OZCO反应研究。首先,通过程序升温脱附(Temperature Programmed Desorption, TPD)和原位红外光谱手段研究了苯的吸附位,结果表明,在AgMn/HZ催化剂上,苯优先吸附于Ag吸附位,当其接近饱和时,苯再吸附于HZ载体吸附位。其次,通过比较预吸附苯的OZCO反应中HZ、Mn/HZ、Ag/HZ和AgMn/HZ催化剂上的气相产物及反应后的TPO和TPD结果,揭示了AgMn/HZ催化剂上Ag和MnO,的作用：Ag促进了预吸附苯完全氧化为C02; MnOx提高了03分解速率和Ag吸附位上苯的臭氧氧化速率。另外,与干气相比,水汽的加入促进了预吸附苯氧化为COx (C02和CO),减少了残留的苯和氧化反应副产物在催化剂表面的累积。3、在OZCO脱除氨的反应中,与HZ、Ag/HZ和Mn/HZ催化剂相比,AgMn/HZ催化剂不但具有最高的氨和03转化率,而且稳定性好,氧化产物主要为N2。当03与NH3的初始浓度比为1.73时,在室温和空速高达约150000 mL·h-1·g-1条件下,AgMn/HZ催化剂上的氨转化率和N2选择性分别高达约99%和94%。接着,考察了反应温度对AgMn/HZ催化剂上臭氧氧化氨的影响。最后,通过比较预吸附氨的OZCO反应与臭氧氧化氨反应的气相产物并结合反应后催化剂的TPD与红外光谱表征,提出了AgMn/HZ催化剂上臭氧氧化氨的反应途径。4、在AgMn/HZ催化剂上循环的“吸附-空气放电”等离子体催化脱除苯的研究中,与HZ, Mn/HZ和Ag/HZ催化剂相比,AgMn/HZ催化剂具有最高的苯穿透容量,约为单纯HZ载体的三倍。接着,考察了放电工艺参数对AgMn/HZ催化剂上吸附态苯氧化的影响。在循环的“吸附-空气放电”脱除苯的反应中,在空速约为20000 mL·h-1·g-1,输入功率为6 W,放电气体绝对湿度为0.4 vo1.%和放电时间为25 mmin条件下,前三次循环的吸附态苯转化率随循环次数的增加而快速提高；自第三次循环后,吸附态苯几乎可全部转化为CO2。另外,在五次循环中,CO2选择性均保持在100%左右。