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近年来,我国霾污染日益严重,氮氧化物（NOx）的排放是其形成的原因之一。工业炉窑、烧结机、催化裂化装置等排烟温度偏低,无适合安装选择性催化还原（SCR）脱硝装置的温度区（320-400℃）。要实现低成本烟气脱硝,最简便的方法是将烟气中NO氧化为可溶性的NO2,再用碱液湿法脱除。为此,本文针对40-180℃的低温燃煤烟气提出了催化分解H2O2、催化O3氧化和O3-乙醇结合氧化脱硝技术,并提出了相应的催化剂。该氧化脱硝方法不仅能够应用于低温尾气中NOx的达标排放,也能够用于火电厂锅炉采用常规工艺脱硫脱硝后烟气的超洁净排放,表现出巨大的工业应用潜力。首先,开发了催化分解H2O2脱硝方法及装置,研制了α-Fe2O3催化剂,催化分解H2O2为·OH等活性物质,氧化烟气中的NOx达到脱硝的目的。考察了烟气温度、预热温度、H2O2流量以及总气流量/旁路气流量对脱硝效率的影响。结果表明,当烟气温度为160℃,H2O2流量为0.4 mL·min-1,预热温度为130℃,总气流量/旁路气流量为6,NOx浓度为550×10-6时,脱硝效率达78%。当SO2存在时,脱硫效率达99%以上且不受各因素影响。在上述脱硝技术的基础上开发了铁铝复合氧化物催化剂（NIAO（x/y））,研究了催化剂的形成机理,考察了其脱硝特性。结果表明,当Fe/Al比值为7/3时（NIAO（7/3））,NOx的脱除率最高,可达81.2%。适量的铝NIAO（7/3）不仅改善了催化剂的比表面积和介孔分布,而且轻微升高了零点电荷数、增加了 FeOH含量和Fe（Ⅲ）氧化性能,促进了.OH等活性物质的产生,提高了脱硝效率。但是,过量的铝（NIAO（3/7））导致了表面铝富集的球型颗粒生成,促进了 Fe-O-Al形成,降低了活性位点FeOH的数量,减少了·OH等活性物质的产生,从而降低了脱硝效率。其次,开发了催化O3氧化脱硝技术,研制了铈钛复合氧化物（CeTi）催化剂,催化分解O3和H2O为· OH等活性物质,氧化脱除NOx达到脱硝的目的。当O3浓度8.5 mg·L-1,烟气温度40 ℃,H2O流量2.4 mL·min-1,总气体流量为400 mL·min-1时,脱硝效率达95%。当SO2存在时,相同条件下使用吸收塔后S02脱处率达99%以上。与常规烟气处理方法相比,本方法具有无二次污染,废物产生量小及运行成本低等优点。针对催化O3氧化脱硝技术中的CeTi催化剂深入开展了机理研究。采用共沉淀法和浸渍法分别制备非晶态CeTi催化剂（Am-CeTi）和晶态CeTi催化剂（Ct-CeTi）,并将其作为催化O3氧化催化剂脱除NOx。实验结果表明,Am-CeTi催化剂较Ct-CeTi具有更低的表面缺陷和表面-OH密度,然而却具有更高的Ce-O-Ti键含量和催化活性。Ce-O-Ti键被证实是催化O3氧化脱除NOx的活性位点。对CeTi催化剂进行了氟（F）掺杂改性得到F掺杂CeTi催化剂（CeTiF）,并用以催化O3氧化脱除NOx。CeTiF较CeTi具有更高的催化活性。F掺杂降低了表面-OH的结合能,提高了表面-OH的反应活性,促进了·OH的产生。F主要取代Ce-O-Ti中的O2-而不是Ti-O-Ti和Ce-O-Ce中的02-,并在邻位Ce-O-Ti键中产生氧空位,从而有助于H20的吸附,在反应过程中产生表面-OH,改善03的吸附,进而产生·OH。最后,开发了乙醇-O3氧化法脱硝技术。将乙醇和O3混合物注入烟道内以达到脱硝的目的。03氧化乙醇得到有机自由基,其将NO和NO2氧化为有机硝基化合物和稀硝酸,两者均为重要的化工原料。尾气中残留的乙醇经过简单提纯和净化可重复利用。实验结果表明烟气中CO32-,HCO3-和SO2对NOx脱除无影响。与传统的O3氧化法脱硝相比,本研究提出的方法具有更高的选择性NO氧化和NOx脱除,更低的SO2氧化以及更低的O3需求量。除此之外,本方法具有更低的投资和运行成本且结构更为紧密,占地面积小。NOx脱除率最高可以达到80%以上。