大量排放的氮氧化物（NOx）会引起酸雨、光化学烟雾以及温室效应等诸多环境问题,所以消除NOx势在必行。NOx直接催化分解技术由于其不需要额外添加还原剂、不产生二次污染、工艺简单、经济性好等特点被认为是最理想的NOx脱除技术。与钙钛矿型氧化物催化剂和贵金属催化剂相比,Cu-ZSM-5分子筛在NOx直接催化分解领域表现出较高的低温活性,广受研究者的青睐。本文研究了Cu-ZSM-5分子筛催化剂的最佳制备条件,并通过离子交换法引入不同助剂对催化剂进行改性,提高其对NO的催化分解活性。本文采用离子交换法制备Cu-ZSM-5分子筛催化剂,并且进行NO直接催化分解活性测试实验,利用NO转化成N₂的选择性高低作为评价催化剂性能好坏的标准。考察ZSM-5、SAPO-34、SSZ-13、TS-1四种不同孔道结构的分子筛对NO分解活性的影响,经测试,Cu-ZSM-5分子筛催化剂在测试温度范围内表现出最高的NO分解活性。然后考察了离子交换时间、离子交换温度、离子交换溶液浓度对Cu-ZSM-5催化剂制备的影响。实验结果表明,最佳制备条件为Cu含量为0.01 mol/L的溶液与ZSM-5在40 ^oC的温度下离子交换24 h。另外,还考察了实验条件中空速对NO催化分解活性的影响。结果表明,空速越大NO分解活性越差,最终实验确定的活性测试空速是1200 h^-1。本文采用离子交换法引入La、Ce、Y、Pr四种稀土元素,Zn、Fe、Ni、Mn、Co五种过渡金属元素以及Sr碱土金属元素作为助剂对Cu-ZSM-5进行改性。根据不同助剂掺杂的催化效果,得到催化活性最好的催化剂是La-Ni-Cu-ZSM-5催化剂,并采用XRD、ICP、BET、XPS、H₂-TPR等表征手段进行研究。结果表明,助剂La的加入有效地提高了Cu物种的分散,形成了更多的Cu²⁺离子,助剂Ni可使更多交换位上的Cu²⁺形成(Cu²⁺-O^2--Cu²⁺)²⁺二聚体,La和Ni的共交换一方面提高了La-Ni-Cu-ZSM-5中Cu²⁺的含量,另一方面使得Cu²⁺生成更多(Cu²⁺-O^2--Cu²⁺)²⁺,(Cu²⁺-O^2--Cu²⁺)²⁺与NO催化分解活性密切相关。