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本文利用介质阻挡等离子体技术对净化脱除大气污染中常见的有害气体SO2、NO和HC以及大气颗粒悬浮物PM进行了较为深入的研究。在实验研究中，将低温等离子体与促进有害物脱除的特定催化剂颗粒(又作为阻挡介质)相结合设计了介质阻挡等离子体反应器及其实验系统，针对模拟烟气中的SO2和NO以及汽油发动机中的PM和HC进行了有效的脱除实验。在理论研究部分，着重对介质阻挡等离子体脱除模拟烟气中SO2和NO的化学基元反应及参与反应的大量活性物质进行了量子化学计算研究。此外，还建立了介质阻挡等离子体同步脱硫脱硝的化学反应模型，进行了化学反应计算并与实验结果进行了比较。最后，从实验结果和理论研究两方面综合考虑，设计了介质阻挡等离子体同步脱硫脱硝的工业应用方案，建造了处理10000Nm3/h烟气量的小型工业装置。本课题的研究内容及成果概括如下：
在第一章中对现有烟气中污染物脱除技术进行了综述，确定了将低温等离子体技术中的介质阻挡等离子体技术作为本文的研究手段。随后从放电过程、性质、特点及发生的化学反应等方面介绍了介质阻挡等离子体处理烟气污染物的基本原理。最后回顾了该项技术在国内外的研究现状。
第二章中首先进行了低温等离子体结合吸附催化剂的吸附作用对SO2进行脱除实验的研究。研究对象为模拟烟气N2、O2、SO2和CO2的混合气体，采用的吸附催化剂为颗粒状5A分子筛和丝光沸石。实验研究了等离子体和吸附催化剂共同作用下的SO2低温吸附、等离子体脱附的规律，并进一步对等离子体-吸附间歇脱除SO2进行了研究。此外，根据实验结果提出了简单的等离子体-吸附作用脱除SO2的化学和物理模型，将计算曲线和实验曲线进行了对比。在本章的另一部分绍了等离子体结合催化剂的催化效应联合脱除NOx的实验研究。结合实际应用中的催化剂试样，对等离子体-催化吸附NO的实验进行了大量的工作。搭建了等离子体-催化吸附NO的实验装置平台，对11种自制催化剂样品进行了NO脱除率的筛选实验。根据筛选实验结果，进一步的对15种自制催化剂样品进行了NO脱除的长效性实验。综合考虑认为，以氢型丝光沸石和氧化铝为载体，添加了Cu2+、Cr3+和稀土等元素，采用简单稳定的机械混合方法制备的催化剂样品具有潜在的实用价值。
第三章引入量子化学理论，计算对象选取等离子体脱硫、脱硝实验中涉及的配气组分SO2、NO、O2、N2、CO2以及H2O，还选取了等离子体脱除汽油发动机尾气实验中研究对象HC的组分之一CH4。这几种配气组分在等离子作用下会进行分解附着、离解、直接电离、三体附着等类型的等离子体化学反应。针对每一种配气组分的具体化学反应，利用Hyperchem软件采用从头算法(ABinitio)对化学反应中的反应物和生成物的物理参数进行了计算，并将计算所得的各物质的MP2级总能进行数据处理，得到各等离子体化学反应的活化能。
第四章介绍了介质阻挡等离子体同步脱硫脱硝的实验及模型模拟。首先，对介质阻挡等离子体反应器中产生的电子数量做了一个相对简单的模型预估。其次，利用上一章所得的结果，对脱硫脱硝反应中涉及的初始反应气体的各类型等离子反应速率进行了理论计算。随后，建立了整个反应体系的模型，对不同工况下的等离子反应进行了计算，并与实验结果进行了比较。
根据上述的实验和理论研究成果，在第五章中设计了介质阻挡等离子体脱硫脱硝反应器和该技术的工业应用方案。基于实验室的研究成果，拟定出一种以低温等离子体技术为主，结合吸附催化剂，使SO2和NOx分别按照氧化反应途径和还原反应途径进行的吸附-低温等离子体同步脱硫脱硝装置及其方法。
第六章的研究内容是以汽油发动机排放出的污染物为研究对象，对污染物中的PM和HC进行了介质阻挡等离子体脱除的实验研究。实验中采用线-板式等离子体反应器，将部分处理的尾气通入其中，研究了注入反应器中的能量密度、尾气流量、反应环境温度和添加催化剂这几种因素与PM和HC脱除率的关系。实验结果显示，PM和HC脱除率随注入反应器的能量密度的升高而增加，但是当达到某一极值后脱除率反而开始下降：随着尾气流量的增加，PM和HC脱除率下降；反应环境温度越高，PM和HC的脱除率也越高；在反应器中填充Cu-ZSM-5催化剂小球可增加PM和HC的脱除率。最后，利用现有的理论与研究情况，对介质阻挡等离子体技术净化发动机排放物的反应机理进行了探讨，分析了可能存在的复杂的多种反应。