本论文对针-板式直流电晕放电电极间距进行优化，修正推导伏安关系式，并使用光学发射光谱进行电晕放电微观特性研究；将电晕放电与TiO₂光催化剂以及一种MnO_x催化剂耦合协同作用去除NO_x，并初步分析了去除机理。绪论中首先给出了电晕放电定义、分类，综述了各类电晕放电在环境污染治理中的应用现状，并指出它们的优点和缺点。然后对光学发射光谱法OES诊断等离子体研究进展进行了综述，认为目前国内外用OES法对针板式直流电晕放电的研究尚未开展，针板式直流电晕放电的微观特性需深入研究。接着着重对低浓度NO_x的危害和污染现状进行了综述，得出低浓度NO_x危害隐蔽而持久，更为广泛且难以防范，开展对低浓度NO_x去除的研究工作势在必行。最后对等离子体法和催化法脱硝现状进行了综述，认为两种方法在脱硝过程中存在诸多缺陷，指出将二者结合共同作用是脱硝的未来发展方向，提出用针阵列对板电晕放电、纳米TiO₂和MnO_x三者协同作用去除低浓度NO_x。以放电功率密度大小为判据，兼顾放电稳定性，分别考察针板间距d_NP和相邻针尖间距d_NN对针-板式直流电晕放电的影响，确定最佳相邻针尖间距约为20mm，最佳针板间距为20-30mm，以此为根据设计出优化的放电反应器结构。近似推出针对板直流电晕放电伏安关系式为c=I/U（U-U_s），测量最优电极结构下电晕放电的伏安特性，根据测得的U、I值作出c-U曲线，以c-U曲线形状为判据区分放电阶段。考察针尖半径α对伏安特性的影响，发现只有当α约为1mm时实验曲线c-U中平滑段c值与计算结果相吻合，用U_c代替伏安关系式中的U_s，修正推导得到针-板式电晕放电伏安关系式为，I≈（?）。综合考虑放电区能量密度和放电稳定性，得到最佳针尖半径为小于等于lmm。最后考察了相对湿度对伏安特性和放电稳定性的影响。利用光学发射光谱仪对多针对板电晕放电中放电间隙内的N₂发射光谱进行测量，放电反应器置于暗箱中以避免外界对光谱测量的影响，将光谱仪的光纤耦合入口固定在暗箱侧壁的小孔内，小孔孔径为光纤耦合入口直径（为lmm），在小孔前方安装孔径为1．1mm的细直管，只采集与光纤耦合入口在同一直线上的发光，避免放电区其它区域的发光被同时接收。反应器可上下和左右移动，发射光谱单次测量可得到光纤耦合入口所在直线上的光强之和。用内层光强之和减去外层光强之和，得到针尖周围各点处光谱强度，由此确定了电离区形貌。分析得到高能电子数n_e与光谱强度成正比，故电离区内高能电子分布被确定。N₂的第二正带跃迁发射光谱强度I_SPB在电离区内的总和（?）与放电电流近似成正比，计算确定了（?）与n_e之间的数值关系，提出一种通过测量电晕放电电离区内I_SPB的大小粗略测定n_e的方法。用微弧放电法制备和固定TiO₂，达到TiO₂制备和固定一次完成，得到的TiO₂粒径为纳米级，同时机械强度高。将制得的TiO₂作为地电极，实现电晕放电与光催化剂耦合PPC，共同作用去除较低浓度NO_x。将PPC对NO_x的去除效果与单纯使用电晕放电的去除效果进行比较，并考察了放电极性、放电功率对PPC去除NO_x效果的影响。PPC法脱硝在放电功率较高时仍具有较高的能量效率，解决了等离子体放电脱硝中放电功率高则能量效率低的问题。对正电晕放电产生NO_x的规律和机理进行了初步研究，认为电晕放电自身产生NO₂，故PPC无法完全脱除NO₂。将以硅铝分子筛为载体、掺杂Fe等过渡金属的MnO_X催化网安装在PPC装置后以完全去除NO₂，对MnO_x催化网对NO₂的去除效果和使用寿命进行了考察。对使用前后的MnO_x催化网进行线性扫描和红外光谱分析，得到使用后催化剂比表面积、总孔容和总孔面积明显减小，N-O键增多，初步分析认为NO₂被MnO_x催化网去除的机理为先吸附后发生催化反应为酸。