大气中的SO2和NOx（尤其是NO）是危害最为严重的大气污染物，也是造成酸雨的元凶。在催化剂的存在下将工业废气中的NO转化为氮气是很好的除去NO的办法。同时，如果能将烟气中的SO2催化还原回收单质硫，不仅对于解决SO2所造成的污染问题具有特别的意义，而且具有重要的社会效益和经济效益。我国西部天然气资源极为丰富，且价格低廉，来源方便。因此，本课题系统地考察钙钛矿型催化剂和负载型催化剂分别对CH4还原SO2和NO反应的催化性能，并在此基础上对反应的催化活性相和催化机理进行了探讨。本文采用了溶胶－凝胶法制备了一系列B位离子不同的LaBO3（B=Cr、Mn、Fe、Co、Ni）钙钛矿型催化剂，并对它们进行了CH4还原SO2和NO反应的催化活性评价。结果表明，钙钛矿型催化剂对CH4还原SO2均具有较高的活性，其顺序为：LaFeO3>LaCrO3>LaCoO3>LaMnO3≈LaNiO3。同时，该系列催化剂对于CH4还原NO反应催化活性也较高，其顺序为： LaCrO3> LaMnO3≈LaCoO3>LaFeO3>LaNiO3。采用XRD、TEM、TPR等多种手段对此系列催化剂进行了表征，发现制备的催化剂颗粒大小属于纳米级，B位离子的d电子活泼性是影响催化剂性能的一个重要因素。B位离子d电子越活泼，越易于激发，引发反应，因而活性较高，但随之而来的就是催化剂的结构稳定性的降低，而催化剂的钙钛矿结构是其具有高活性的主要原因。以γ-Al2O3为载体制备了不同过渡金属氧化物催化剂，使其用于脱硫和脱氮反应。活性评价结果表明，在脱硫反应中，其活性顺序为Fe3O4/γ-Al2O3>MnO/γ-Al2O3>Cr2O3/γ-Al2O3>NiO/γ-Al2O3>CoO/γ-Al2O3。反应后XRD表征结果表明，MnO/γ-Al2O3、CoO/γ-Al2O3和NiO/γ-Al2O3催化剂均出现相应的金属硫化物。在脱氮反应中，其活性顺序为Cr2O3/γ-Al2O3> CoO/γ-Al2O3>Fe3O4/γ-Al2O3> NiO/γ-Al2O3>MnO/γ-Al2O3。研究结果表明，在NO催化分解反应中，活性中心可能是氧化物催化剂表面的氧缺位。在工业烟气中不可避免的含有一定量的氧气，根据上述两大类催化剂分别在脱硫和脱氮反应中的活性评价结果，选取了LaCrO3和Cr2O3/γ-Al2O3两种催化剂为样品，评价了其同时脱硫脱氮以及在含氧状态下脱硫的催化活性，结果表明氧气的加入有利于降低反应的温度，但不利于SO2催化还原转化为单质硫。