O催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是一种能够直接催化分解N20的催化剂，属于大气污染治理领域，尤其是 设及到己二酸厂、硝酸厂和化肥厂生产中产生的成0尾气处理工艺。
【背景技术】
[0002]成0不仅可W破坏臭氧层的结构，同时也是一种能够使全球变暖的溫室气体，当前 大气中的主要溫室气体有ch4、c〇2、N2〇等，其中成0是一种无色无味，化学性质稳定的气体， 其使全球增暖的潜能是0)2的310倍，N2〇W每年0. 2~0. 3%的速率在增加，其在大气中每 增加一倍，将导致全球溫度升高0. 3Γ，同时在大气中存在长达120年之久。在工业生产的 过程中，尤其是己二酸厂和硝酸厂的尾气排放中含有较高浓度的成0;同时汽车尾气的排放 W及流化床等煤燃烧设备也是成0主要来源之一。
[0003] 根据目前国内的研究现状，拥有低溫活性反应窗口的催化剂因为缺乏可靠性W及 稳定性，不利于工业推广，没有应用的价值，且目前已报道的催化剂大多都是通过国外引进 的技术。因此国内应加强对成0直接催化剂分解催化剂的研究，结合我国的现存在的国情， 走低成本的路线，力争有所突破，开发出有自主产权并适合我国的直接催化分解成0的工业 催化剂显得尤为紧迫。
[0004]目前，工业上所采用的消除成0的方法主要包括五大类：第一，热分解法，此方法是 一种高耗能的分解方法，从能源的使用W及经济的角度，使用范围较小；第二，选择催化还 原法；第ξ，Ν2〇再生还原为硝酸法；第四，直接催化分解法；第五，成0作为生产苯酪的原料。 其中直接催化分解法，因其反应溫度相对较低，催化剂制备简单，不需要还原剂，且分解产 物为成和02可W直接排放到大气中，因此成为了最具有前景的Ν2〇消除技术。而对于直接 催化分解法而言，催化剂是整个方法的核屯、。基于对催化分解反应机理的研究，被广大专家 和学者普遍认为并接受的成0分解机理如下： 阳0化]
[0006]成0催化分解是氧化还原反应，其中*表示活性中屯、，的0分子首先吸附在催化剂 活性位上，使得Ν-0键键能减弱，并断开，生成成和0*，根据Lungmuir-Hinshelwood反应机 理两个表面吸附氧相结合生成化而脱附，并将电子返还给活性中屯、完成一个整体循环，其 中氧的脱附步骤是速控步骤。根据反应机理，具有氧化还原能力的含有多种价态的金属均 可充当运样的活性位。因此本发明则主要是针对己二酸厂装置排放尾气中含成0尾气的处 理，制备出了一种能够直接催化分解成0的催化剂。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种能够在工业中应用与的0分解的催化剂及其制备方 法。本发明的催化剂活性高、稳定性好、寿命长，可W使工业中成0的排放量大大减少，极大 程度的降低环境污染，同时催化剂的制备简单且经济。
[0008] 一种直接催化分解成0催化剂，其特征在于：由75 %~91 %质量百分比的载体、 0. 1%~20%的活性组分W及0~5%的助催化剂；其中助催化剂为氧化姉，氧化铁，氧化 儀，氧化儘中一种或两种W上组成，活性组分和助催化剂的总负载量在催化剂中的质量百 分比为0. 1 %~25% ;活性组分为四氧化Ξ钻和氧化铜，两者质量为9:1~9:20。
[0009] 进一步，载体由拟薄水侣石在400~600°C下赔烧地而成。
[0010] 所述的催化剂制备方法，采用等体积浸溃法将可溶性钻、铜硝酸盐溶于去离子水 中，然后加入或者不加入助催化剂得到溶液，将载体加入到上述溶液中，40°C下恒溫水浴静 置6-化，然后干燥12h，500~700°C下赔烧地。 W11] 本发明的催化剂是W75%~91%质量百分比Al2〇3做载体和9~25%的四氧化Ξ钻和氧化铜做活性组分，0-5%的助催化剂氧化姉，氧化铁，氧化儀，氧化儘中一种或W上 组成。拟薄水侣石在450~650°C赔烧而成。
[0012] 本发明的在有氧的条件下催化分解成0催化剂的制备如下：
[0013] (1)载体制备：将拟薄水侣石在100~120°c干燥2-地后，放入马弗炉中在450~ 650°C赔烧地而成。
[0014] 似活性组分溶液配制：称量硝酸钻，硝酸铜W及上述姉、铁、儀、儘中的一种或W 上硝酸盐，加入去离子水溶解，配制成活性组分溶液。
[0015] (3)将载体放入到活性组分溶液中浸溃，充分干燥后，放入马弗炉中在600~ 900°C下赔烧地制得催化剂。
[0016] 本发明具有W下优点：
[0017] (1)本发明W拟薄水侣石、硝酸钻、硝酸铜W及姉、铁、儀、儘硝酸盐为原料，来源广 泛，价格低廉，且制备方法较简单。
[0018] (2)本发明W丫-Al2〇3作为载体，可W使活性组分较好的分布在载体表面，耐高 溫，操作溫度宽。
[0019] (3)本发明制备的催化剂加入粘合剂田菁粉后，可W做成柱状，条状，颗粒状等形 状，可W在工业中广泛应用。
【具体实施方式】： 阳〇2〇] 实施例1.
[OOW (1)载体制备
[0022] 将拟薄水侣石放入马弗炉中进行程序赔烧，其中在120°C停留时间化，在550°C下 赔烧也可得丫 -A!203,称量5.Og丫 -A!203。
[0023] (2)配制活性组分溶液
[0024] 称量 1. 6316gCo(N〇3)2 · 6&0 和 0. 1519gCu(N〇3)2 ·抓2〇(邑），加入 18ml去离子水， 揽拌溶解均匀，配成活性组分溶液，助催化剂的负载量为0%。
[00巧](3)催化剂制备及评价
[00%] 将称量的5.Og丫 -Al2〇3加入到活性组分溶液中，放入40°C恒溫水域箱静置化后， 在110°C干燥箱中干燥12h，然后放入马弗炉中在空气气氛700°C下赔烧4h制得催化剂。
[0027] 将制备好的催化剂研磨成20~40目颗粒，取1ml，装入固定床反应器中，气体总 流量为lOOml/min，空速6000h1，气体组成为10%成0,16%化，其余为成。取转化率分别为 10%、50%及100%时所对应的溫度Τι。、T5。、Τι。。实验结果如下：
[0028]
[0029] 实施例2.
[0030] (1)载体制备
[0031] 将拟薄水侣石放入马弗炉中进行程序赔烧，其中在120°C停留时间化，在550°C下 赔烧地，可得丫 -Al2〇3,称量5.Og丫 -Al2〇3,助催化剂的负载量为0%。（2)配制活性组分溶 液
[0032] 称量 1. 6316gCo(N〇3)2 · 6&0 和 1. 5186gCu(N〇3)2 ·抓2〇(邑），加入 18ml去离子水， 揽拌溶解均匀，配成活性组分溶液。
[0033] (3)催化剂制备及评价
[0034] 将称量的5.Og丫 -Al2〇3加入到活性组分溶液中，放入40°C恒溫水域箱静置化后， 在110°C干燥箱中干燥12h，然后放入马弗炉中在空气气氛700°C下赔烧4h制得催化剂。
[0035] 将制备好的催化剂研磨成20~40目颗粒，取1ml，装入固定床反应器