随着社会经济与工业的快速发展，NOX排放量逐渐增多，给自然环境和人类生活、生产带来了严重的危害。其危害主要包括对人体和动植物的毒害、生成光化学烟雾、对臭氧层的破坏以及形成酸雨等，目前已引起世界的广泛关注。据统计，全世界每年向大气中排放的氮氧化物的总量在五千万吨以上，而我国主要以化石燃料为主要能源，其燃烧产物是大气中NOX的主要来源，人为排放的NOX大约95%以上来自化石燃料的燃烧过程。

烟气脱硝是目前世界上普遍采用的减少氮氧化物排放的方法，能够达到很高的氮氧化物脱除效率。其中应用较多的有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，而SCR技术能达到90％以上的脱除率。针对我国燃煤产生的烟气，真正实现大规模工业化应用的是以NH3为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术。然而，该技术在实践应用中也逐步显现出一些缺陷，如反应温度窗口狭窄、NH3容易泄漏和催化剂磨损严重等问题。

近年来，低温等离子体技术凭借能够在常温下活化和转化反应分子的特点，以极其迅猛的势头进入了工业应用的许多领域，尤其在烟气脱硝方面备受青睐。低温等离子体技术能够同时处理多种污染物，并且有效的避免了二次污染问题，从而达到从根本上彻底净化的目的，是一种非常理想的污染净化技术。但该技术也存在问题，比如脱硝反应效率低、产物分布广、目标产物选择性差等。而催化反应的最大特点是利用催化剂加快主反应速率，抑制副反应发生，提高目标产物的选择性。因此将低温等离子体技术与催化技术相结合，能够优势互补，进一步提高脱硝效率。

催化剂是烟气脱硝技术的核心部分，其种类、形态、组成、结构和相关参数可直接影响脱硝效果，因此对于催化剂的选择十分重要。目前使用的等离子体催化剂主要有贵金属催化剂、分子筛催化剂和金属氧化物催化剂等。贵金属催化剂在催化还原过程中对氨的氧化具有较高的活性，但在选择催化还原过程中还原剂消耗量大，运行成本高，且易发生硫中毒和氧抑制等。分子筛催化剂在中高温区域的活性高，且活性温度区间较宽，但水抑制、硫中毒及低温活性低等问题限制了其工业应用。金属氧化物催化剂主要包括单金属氧化物、负载的金属及金属氧化物和钙钛矿型复合氧化物。钙钛矿型复合氧化物，由于较易脱附氧且高温下具有较好的稳定性，因而被认为是较有希望的催化分解NOX的材料。

近年来，锰基催化剂在低温脱硝催化反应中因具有良好的催化活性而备受关注，纯锰氧化物和负载型锰基催化剂等都具有良好的低温脱硝性能。然而，单一组分的锰基催化剂在实际烟气脱硝中，又出现反应窗口窄，抗水抗硫性能较差等问题。通过其它金属元素的掺杂和改变催化剂载体的类型，可制备出的一系列复合锰基低温脱硝催化剂。研究发现，纯氧化铈单独作为催化剂组分几乎不显表面酸性，且高温热稳定性差，导致其贮氧-释氧能力急剧下降，脱硝能力降低，但是与其它金属元素共同作用时易于形成Ce3+/Ce4+氧化还原电对，氧迁移和不稳定氧缺位，表现出优良的贮氧-释氧能力和独特的氧化还原性能。因此，将锰和铈两种金属元素先后负载到催化剂中，有望实现更好的低温催化性能。

粉煤灰是燃煤副产品，产量较大，含有大量的SiO2和少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等金属氧化物。粉煤灰是炭粒在燃烧中由于气体的挥发和化学反应，形成表面多孔、形状复杂的焦状颗粒，比表面积约为0.8~2.4m2/g，是一种空心颗粒与实心颗粒、多孔颗粒与规则颗粒、有机物质和无机物质相互混合的特殊粉体。利用粉煤灰这种特殊结构的良好反应活性、吸附性和催化性能来处理氮氧化物，不仅能够减少过量的粉煤灰堆积对环境造成的影响，而且还可以改善全球的环境污染问题。通过低温等离子体对粉煤灰进行改性，将其作为载体，负载活性组分，探索等离子体改性粉煤灰在烟气脱硝方面应用的可行性，为今后解决火电厂粉煤灰的安全处置及综合利用提供技术支持，与此同时，也达到了以废治废的效果，实用意义显著。

等离子体对粉煤灰表面进行改性，其原理是利用等离子体中的电子、离子、自由基、光子及激发态分子等活性粒子，通过施加高电压改性粉煤灰小球颗粒，从而在每个小球周围产生强电场，以及更多的高能电子及O、OH、HO2等自由活性粒子。同时因改性粉煤灰的比表面积较大，造成污染物质、自由基等活性物种的局部富集，提高了能量的有效利用率，有利于污染物的去除。另外，改性后的粉煤灰作为催化剂的载体，有望提高催化剂的表面活性和表面能。表面能的提高有助于后续活性基团的引入，并且还可以改善在制备催化剂的过程中，焙烧阶段所造成的活性组分在催化剂表面分布不均匀的现象。