氧化亚氮（N₂O）作为目前主要的温室气体之一,其温室潜能值是二氧化碳的300倍以上,且每年全球N₂O总量以一定的速度在增长。本论文研究了催化分解氧化亚氮的HZSM-5催化剂的制备及其性能,通过原位红外光谱对Cu/HZSM-5催化分解氧化亚氮反应的过程进行探索,对催化分解氧化亚氮反应的本征动力学进行研究。探索了单组分活性组分、制备方法对HZSM-5催化剂活性的影响,对双活性组分催化剂进行了探索实验研究,结果显示,分子筛载体的硅铝比为27、负载量为8%的单组份催化剂（标记为Cu₈/HZSM-5）活性最高,在404℃时氧化亚氮完全分解。通过对制备条件的优化,催化剂焙烧时间为4 h,焙烧温度为420℃时催化剂Cu₈/HZSM-5活性最好,在396℃时氧化亚氮完全分解。分子筛催化剂样品Cu₈/HZSM-5在反应原料中含9%水蒸气条件的水热稳定性实验表明,在10 h的实验中,催化剂仍保持良好的催化活性,没有发生结构坍塌。在400℃条件下,催化剂样品Cu₈/HZSM-5连续催化分解氧化亚氮100 h,分解率始终保持在95%以上,催化剂具有良好的热稳定性。以实验室制备的Cu/HZSM-5为基础,采用硅铝比为27的HZSM-5为载体,Cu O负载量为8%,进行单因素实验研究,确定了工业规模成型催化剂的优化成型条件为胶溶剂浓度为2%,水粉比为1.4 m L·g^-1,粘合剂用量为30%,助挤剂用量为8%,制备的工业成型催化剂的机械强度达到187 N·cm^-1,氧化亚氮完全分解时温度为488℃。通过四因素三水平成型条件正交实验,确定粘合剂用量对催化剂机械强度的影响最大,其次分别为助挤剂用量、胶溶剂浓度、水粉比。对实验室制备的硅铝比为27的催化剂样品Cu₈/HZSM-5,共设计四组不同的气体气氛,分别是N₂O、N₂O+O₂、N₂O+NO、N₂O+NO+O₂,通过原位红外光谱分析（in situ DRIFTS）不同时刻、不同温度下N₂O分子在催化剂上的吸附作用,以及不同温度下催化剂上N₂O分子的脱附现象。分析结果显示,不同气氛下,催化剂表面上吸附的N₂O共存在三种吸附方式,即分别为物理吸附、弱化学吸附、化学吸附（较强）。体系温度升高,Cu₈/HZSM-5表面上物理吸附与弱化学吸附的N₂O会部分脱附。N₂O催化分解过程中首先在催化剂表面进行吸附,形成N₂O^*,进而生成吸附氧（O^*）与N₂,吸附氧脱附后生成O₂。本实验条件下,O₂在N₂O催化分解过程中为零级反应,对反应影响非常小。NO对N₂O催化分解反应具有明显的促进作用,且具有可循环性。对硅铝比为27的催化剂Cu₈/HZSM-5样品催化分解N₂O反应的本征动力学进行探究,在消除内外扩散的情况下,确定N₂O分解反应为一级反应,反应的活化能为115.15 k J·mol^-1,以及本实验条件下的通过实验确定了反应动力学方程参数。