[发明专利]一种用于N2O分解的催化剂及制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及在大气污染控制技术中使用的一种催化剂，具体涉及一种用于N₂O分解的催化剂。本发明还涉及该催化剂的制备方法和用途。

背景技术

N₂O是一种重要的大气污染物，它不仅是一种温室气体，而且对臭氧层具有破坏作用。N₂O的温室效应分别是CO₂的310倍，CH₄的21倍(Ram írez J P，Kapteijn F，ffel K，et al.Formation and control of N₂O in nitricacid production.Where do we stand today？[J].Appl.Catal.B，2003，44：1)。N₂O的来源于海洋、土地、农业、各种化石燃料的燃烧过程和化工行业。硝酸厂及采用硝酸氧化工艺(如生产己二酸和乙二醛)的有机合成厂是N₂O的最大排放源。随着人们环保意识的不断增强，N₂O的治理已经引起全球各种工业生产企业和环保组织的高度重视。

有文献报道采用共沉淀方法制备钴铈复合金属氧化物催化剂，其中钴以Co₃O₄形式存在，催化在10％O₂、3％H₂O(体积百分数)和有0.1％N₂O共存时分解N₂O的活性高，330℃时N₂O就能完全分解(薛莉，张长斌，贺泓.钴铈复合金属氧化物催化剂上氧化亚氮催化分解性能研究.中国稀土学报，2006，24(专辑)：10和Li Xue，Changbin Zhang，Hong He，Yasutake Teraoka.Catalyticdecomposition of N₂O over CeO₂ promoted Co₃O₄ spinel catalyst.AppliedCatalysis B：Environmental，2007，75：157-164)。

还有报道碱金属K修饰的Co₃O₄催化剂在0.5％N₂O，2％O₂，2.5％H₂O条件下分解N₂O的活性，N₂O完全分解的温度约为380℃(Kimihiro Asano，Chie Ohnishi，Shinji Iwamoto，Yasushi Shioya，Masashi Inoue.Potassium-doped Co₃O₄catalyst for direct decomposition of N₂O.Applied Catalysis B：Environmental，2008，78：242-249)。

N₂O分解反应为强放热反应，在反应过程中催化剂床层温度大幅度升高，催化剂床层温度可能达到500-700℃。上述文献报道的催化剂虽然活性较好，但催化剂的焙烧温度偏低，只有400℃；另外使用的气体中N₂O的含量只有0.1-0.5％，远远低于工业烟气中N₂O的浓度。由此可见其距工业应用还有很大差距。

专利文献CN1440309A描述一种分解气体中N₂O催化剂，该催化剂包括0.1-10mol％负载在氧化铈载体上的Co_3-xM_xO₄，其中M是Fe和Al，x＝0-2，催化剂与N₂O在500～1000℃的温度下接触进行反应。该专利的实施例表明，N₂O在CoO₄/CeO₂或Co₂AlO₄/CeO₂催化剂上分解温度较高，完全分解温度在800℃以上。