随着化石燃料的消耗和日益严重的环境问题,生物质作为一种环境友好型的可再生能源受到世界各国的广泛关注。生物质气化是获得高品质合成气的主要生物质能利用技术之一。然而,合成气中焦油的存在对于生物质气化过程和相关的设备都具有非常不利的影响。焦油的存在降低气化效率,腐蚀气化设备,阻塞输气管道,影响和危害后续用气设备的运行和使用寿命。因此,如何高效脱除焦油已成为阻碍生物质气化技术发展的关键问题。本文以甲苯作为模型化合物,在无氧气条件下,以Ar作为载气,研究了甲苯降解过程中电场强度以及Mn催化剂的负载量对H₂和轻质烃类（CH₄、C₂H₆和C₂H₂等）产率的影响;揭示低温等离子体和Mn基催化剂存在条件下甲苯和CO₂的协同降解路径和催化重整反应机理。实验结果表明:Mn催化剂和CO₂可以提高低温等离子体的能量密度;低温等离子体一方面增强了Mn催化剂的氧化性,另一方面能够将一部分CO₂解离为可利用的CO,改善了合成气品质;Mn催化剂的加入提高了H₂、轻质烃类和CO的产率,随着电场强度的增加,增幅越明显。CO₂和甲苯的催化重整实验中,Mn催化剂的加入促进了CO₂分解成CO和活性氧O*的反应,提高了H₂产率。采用密度泛函理论的B3LYP方法,利用过渡态理论研究了甲苯在低温等离子体中电离形成C₇H₈³⁺后的降解机理,在6-31G（d,p）的水平上优化了反应物,过渡态,中间体和产物的结构并做振动频率分析,在6-311G+（3df,2p）的水平下对其进行能量计算,同零点振动能确定各反应过程中所需要的活化能。在NBO的方法下,计算不同电离程度下原子电荷分布。模拟结果表明:找到了8条主要的降解路径,C1-C2键断裂反应是最容易发生的。产生H和CH₃反应活化能的顺序为C7-H<C1-C7<C4-H<C3-H<C2-H,开环反应活化能顺序为C1-C2<C3-C4<C2-C3。C₇H₈³⁺在降解过程中可以生成H₂、烃类（CH₄、C₂H₆和C₂H₄等）和聚合产物,跟实验结果一致。介质阻挡放电的电离反应对C₇H₈物理结构发生了很大的影响,由于存在未成对电子的使得苯环π的键能有所降低,特别是与C1相连的化学键。