专利名称：一种用于氧化亚氮催化分解和还原分子筛催化剂制备的方法
技术领域：
本发明涉及ー种使用过渡金属铁改性分子筛的催化剂制备方法，应用于氧化亚氮催化分解和还原反应，属于エ业温室气体氧化亚氮污染减排与控制领域。
背景技术：
N2O是无色有甜味气体，俗称笑气，能够使神经兴奋，引起发笑，甚至让人失去知觉，但对人体并不具有明显毒性。近十几年来的研究表明，N2O不仅严重破坏臭氧层，而且具有很强的温室效应。与ニ氧化碳相比，虽然N2O在大气中的含量很低，但其单分子增温潜势却是ニ氧化碳的310倍。N2O的主要来源虽然是自然界，由于大量的化石燃料的使用和化工 行业的发展，已经使得N2O在大气中的排放总量超过了光解总量。因此，有效地控制因人类活动而排放的N2O,可以使大气中的N2O量増加有所缓解。エ业上N2O产生的最主要方式是硝酸和己ニ酸等脂肪酸的生产过程以及机动车尾气。削减和控制硝酸和己ニ酸等生产过程以及机动车尾气中N2O的排放是目前解决N2O污染的重点，研究能够高效脱除硝酸生产过程中产生N2O的技术和方法具有重大的现实意义。N2O的N-O键能约为250_270kJ mor1，要使其断裂按(I)式发生直接分解反应至少需要900K的高温，消耗大量的热能。因此需要借助催化剂或者还原剂的作用来消弱N-O键能，降低反应活化能，提高反应速率，从而实现低温条件下N2O的分解与还原。2N20 — 2N2+02 ( A rH° (298K) = _163kJ moF1) (I)
权利要求
1.用于催化分解和还原氧化亚氮的分子筛改性催化剂制备的方法，本方法的特点在超声加热条件下，通过内能驱动加速活性相铁离子在水溶液中的运动和分子筛孔道内扩散，高效促进了活性相铁在分子筛上的担载和分散，增加了用于氧化亚氮催化分解和还原的活性位。
2.根据权利要求1所述的制备过程，其特点在于，优化的水浴加热温度为50 90°C。
3.根据权利要求1所述的制备过程，其特点在于，离子交换时间为I 20小时，优化的离子交换时间减小到I小时。
4.根据权利要求1所述的制备过程，其特点在于，铁离子溶液浓度为O.005M O.025M，优化的铁离子溶液浓度降低到O. 005M。
5.根据权利要求1所述的制备过程，其特点在于，在离子交换的条件下，铁在分子筛上的负载量最闻可达到16. 69%。
全文摘要
本发明是一种用过渡金属铁改性分子筛(如Beta)的催化剂制备方法，催化剂用于氧化亚氮催化分解与还原反应。在超声水浴加热的条件下，用离子交换法对分子筛进行改性，将铁负载到分子筛上。随着溶液体系温度的增加，活性相铁在前驱溶液中的存在形式也相应的改变，Beta分子筛上铁的负载量从0.88％增加到16.69％；加快离子交换速度，离子交换只需1小时；而且，在铁离子溶液的浓度0.005M下交换得到的催化剂与在0.05M时得到的，效果相当。此过程是高效的分子筛改性催化剂制备的方法。最终得到的催化剂体系(Fe-Beta)表现出较高的氧化亚氮分解和还原催化活性，480℃时，氧化亚氮催化分解转化率达100％；380℃时，氧化亚氮可以得到完全的催化还原。
文档编号B01J29/76GK103007998SQ20121017380
公开日2013年4月3日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者郝郑平, 卢仁杰, 张新艳, 程杰 申请人:中国科学院生态环境研究中心