工业源排放的各类挥发性有机污染物普遍存在于空气中,对大气环境及人类健康构成严重的威胁,开发出实用高效的挥发性有机物防治体系具有重要的意义。目前,治理挥发性有机物的方法种类繁多,但是依然存在很多局限性。一方面,工业源排放的废气湿度较大,而大部分针对挥发性有机物的研究没有考虑湿度对治理效率的影响;另一方面,部分治理挥发性有机物的方法在实际应用中存在资源浪费和易造成二次污染的难题,仍有进一步优化的必要。本文通过分子筛的疏水改性与催化改性,分别开发出适应于潮湿环境中疏水吸附剂与微波催化氧化的催化剂,并对干燥和潮湿气流中的甲苯进行吸附性能与催化氧化性能的试验研究。首先,本文以优选的商业NaY分子筛为母体,对其进行水热脱铝、酸处理以及表面硅烷化改性,并通过XRD、FTIR、N2吸脱附和SEM进行表征,从提高骨架硅铝比与改善表面官能团两方面提升疏水性,增强分子筛在潮湿环境中的吸附能力。随后,将改性后的疏水分子筛与商业疏水活性炭进行混合,提高混合吸附剂的吸附能力的同时,增强了吸附剂在微波加热下的再生效率。最后,以商业USY分子筛为载体,负载Cu-Mn-Ce的复合氧化物进行催化改性,对比传统电加热条件下的催化,进行了干燥及潮湿环境下甲苯的微波催化氧化试验研究,考察了微波催化氧化技术的优势性。结果表明:在疏水改性前,由于水分子与VOC分子的竞争吸附现象,NaY分子筛对甲苯的饱和吸附容量由干燥环境中的111 mg/g骤降到8 mg/g。经过水热脱铝、酸处理及表面硅烷化改性之后,分子筛在湿态下的吸附容量分别提升至38 mg/g、41 mg/g和46 mg/g,竞争吸附现象得到明显改善。通过一系列表征手段发现,水热脱铝引起晶胞收缩和骨架塌陷,比表面积和孔体积急剧减少;随后使用HCl进行的酸处理有效地清理了孔道中残留的铝离子,一定程度上恢复了分子筛的吸附位点;采用三甲基氯硅烷(TMCS)进行的硅烷改性成功地将疏水性的甲基(-CH3)嫁接到分子筛表面,形成一层纳米级的疏水结构,全面分析了改性手段对分子筛结构造成的影响。随后,采用上述制备的疏水分子筛进行了微波再生测试,发现在50%相对湿度下完成吸附饱和后,再利用微波加热脱附的效率比干态下的更高。经过30 min的微波脱附,湿态下的分子筛在5个吸附循环中的吸附容量基本保持不变。此外,将商业疏水活性炭与该疏水分子筛混合后,可以具有更好的动态吸附性能及微波脱附性能,其在干湿态下的吸附容量分别提升至186 mg/g和95 mg/g,且在湿态下吸附饱和后经过3次微波脱附,其吸附容量得以保持,具有良好的重复利用性能。最后,通过对商业USY分子筛负载Cu、Mn和Ce三种金属的氧化物进行了催化改性,制备的Cu-Mn-Ce-1-1-1/USY三元复合催化剂在常规催化甲苯氧化的干态下T90对应的温度为298.8℃,而由于水分子与甲苯分子的竞争吸附,湿态下的T90上升至327.5℃。在800W、500W及200W微波功率下进行加热,该催化剂终温分别为213℃、188℃和159℃,对应的干态微波催化效率分别为65%、54%和36%,明显高于电加热对应床层温度下的催化效率。此外,通过添加稳定的吸波介质SiC的方式,使混合床层的温度分别提升至251℃、238℃和226℃,干态甲苯转化率分别为93%、94%和94%,尽管水汽仍会抑制微波催化氧化的性能,但该技术在低于电加热温度条件下的实现了更高催化效率,在低湿度工业环境中挥发性有机污染物的降解领域具有一定的应用前景。