[发明专利]一种用于分解N2O的催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种在大气污染控制技术中使用的一种催化剂，具体涉及一种用于分解N₂O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

一氧化二氮(N₂O)又称为亚硝酸气体、笑气，它兼有温室效应和对臭氧层破坏作用，是三种主要的温室气体之一。N₂O在大气中的寿命超过100年，易在大气中积累。目前大气中N₂O浓度大约为310nmol/mol，并以每年0.2％～0.3％左右的速度增加(Yao Rongkui，Yu Zhongju，Xu Xuewu et al.The method of GC-ECDmeasurement of atmospheric N₂O and its concentration，sources[J].EnvironmentChemistry，1994，13(1)：22-29)。N₂O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。

据报道，负载于莫来石上的La_2-xSr_xCuO₄催化剂N₂O完全分解的温度约为620℃(N₂O浓度0.34％，N₂为平衡气体)(Xin Hongchuan，Liu Changhou，ZhangShouchen，Wang L iqiu，Li Shaoguo.Catalytic Decomposition of N₂O over SupportedLa_2-xSr_xCuO₄.Chemistry online，2004，11：848～852)。还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的活性最高，330℃时N₂O达到完全分解(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.Catalytic decomposition of N₂O over CeO₂ promotedCo₃O₄ spinel catalyst.Applied Catalysis B：Environmental，2007，75：157～164)。

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。由此可见其与工业应用还有很大差距。

专利文献CN1324265A和CN1116411A提及一种含Cu催化剂分解气体中N₂O。该催化剂包含一种通式为M_xAl₂O₄的化合物，M为Cu或Cu与Zn或Mg的混合物，x为0.8～1.5。