专利名称：催化直接分解氮氧化物的催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种催化剂及其制备方法。
背景技术：
氮氧化物是造成空气污染的主要物质，它能够产生酸雨、光化学烟雾、热
岛效应、地面臭氧浓度过高，威胁人类和动物的身体健康。NO是氮氧化物的 主要成分。消除NO的方法可分为非催化法和催化法两大类。非催化法主要包 括湿式吸收法、固体吸附法、电子束照射法等，但存在设备庞大、费用高，有 二次污染等问题。催化法按催化机理分为两种催化剂还原型催化剂和直接分
解型催化剂，但存在催化剂活性差的问题， 一些贵金属虽然活性较高，但是当
反应中有氧存在或者NO分解得到氧时，将使催化剂失效，且贵金属价格昂贵、 资源缺少。
目前，钙钛矿和类钙钛型复合氧化物催化剂由于结构稳定、耐高温等优点 被广泛关注，然而，这类催化剂催化直接分解氮氧化物需要在高于85(TC的高 温度下才表现出高活性，大大限制了实际应用。
发明内容
本发明目的是为了解决现有催化直接分解氮氧化物的韩钛矿和类转钛型 复合氧化物催化剂需要在高温下使用的问题，而提供一种催化直接分解氮氧化 物的催化剂及其制备方法。
本发明催化直接分解氮氧化物的催化剂由La2-xB^Ni04和Ba(N03)2制成； 其中0<xS0.4， La2.xBaxNiOai] Ba(N03)2的质量比为5 : 0.44 5.68。
制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法按以下步骤实现 一、将硝酸 镧、硝酸钡和硝酸镍按通式La2.xBaxNi04的化学计量比混合溶解于蒸馏水中， 然后加入硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍总物质量2倍的拧檬酸固体，搅拌20 30min 后置于300 40(TC的条件下搅拌蒸发，得粉末；二、将粉末研碎，置于450 55(TC的条件下焙烧1 3h，随炉冷却，压片，再置于750 900。C的条件下焙 烧4 6h，得La2.xBaxNi04;三、将La2_xBaxNi04和Ba(N03)2按质量比5 : 0.44 5.68均匀混合，置于750 85(TC的氧气气氛下焙烧l 3h，即得催化直接分解 氮氧化物的催化剂。
本发明中催化直接分解氮氧化物的催化剂的原料组成元素价格低廉、成本 低、制备条件简单、结构稳定，适合在有氧或无氧条件下应用，在中低温(600 750°C)条件下应用，能表现出高活性，节约能耗，且催化剂寿命较长。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式催化直接分解氮氧化物的催化剂由
La2.xBaxNiOjQ Ba(N03)2制成；其中0<x^0.4， La2_xBaxNi04和Ba(N03)2的质 量比为5 : 0.44 5.68。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是La^BaxNi04和 Ba(NO》2的质量比为5 : 2。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法 按以下步骤实现 一、将硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍按通式La2.xBaxNi04的化学 计量比混合溶解于蒸馏水中，然后加入硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍总物质量2 倍的柠檬酸固体，搅拌20 30min后置于300 40(TC的条件下搅拌蒸发，得 粉末；二、将粉末研碎，置于450 55(TC的条件下焙烧l 3h，随炉冷却，压 片，再置于750 90(TC的条件下焙烧4 6h，得La2.xBaxNi04;三、将 La2_xBaxNiOjn Ba(NOs)2按质量比5 : 0.44 5.68均匀混合，置于750 850°C 的氧气气氛下焙烧1 3h，即得催化直接分解氮氧化物的催化剂。
本实施方式中催化直接分解氮氧化物的催化剂在有氧条件下应用条件温 度范围是600 750'C，氮氧化物的体积百分浓度为1%，氧气的体积百分浓度 为1%;无氧条件下应用条件温度范围是600 750。C，氮氧化物的体积百分 浓度为1%。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
三不同的是步骤一中搅拌 25min后在350°C的条件下搅拌蒸发。其它步骤及参数与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
三不同的是步骤二中置于 50(TC的条件下焙烧2h，随炉冷却，压片，再置于80(TC的条件下焙烧5h。其 它步骤及参数与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
三不同的是步骤三中将La2.xBaxNi04和Ba(N03)2按质量比5 : 2.5均匀混合，置于80(TC的氧气气氛下 焙烧2h。其它步骤及参数与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
七本实施方式制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法 按以下步骤实现 一、将硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍按通式La2_xBaxNi04的化学 计量比混合溶解于蒸馏水中，然后加入硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍总物质量2 倍的柠檬酸固体，搅拌25min后置于35(TC的条件下搅拌蒸发，得粉末；二、 将粉末研碎，置于50(TC的条件下焙烧2h，随炉冷却，压片，再置于80(TC的 条件下焙烧5h，得La2_xBaxNi04;三、将La2.xBaxNi04和Ba(N03)2按质量比5 : 2.5均匀混合，置于80(TC的氧气气氛下焙烧2h，即得催化直接分解氮氧化物 的催化剂。
本实施方式所得催化直接分解氮氧化物的催化剂在温度范围是600 750 。C的条件下，通入流速为25ml/min的P/。molNO+He组成的原料气，反应后， NO转化为N2的有效转化率为51.7% 84.7%。
本实施方式所得催化直接分解氮氧化物的催化剂在温度范围是650。C的条 件下，通入流速为25ml/min的l%molNO+He和流速为5ml/min的l%mol02+He 组成的原料气，反应后，NO转化为N2的有效转化率为70.09%。
权利要求
1、催化直接分解氮氧化物的催化剂，其特征在于催化直接分解氮氧化物的催化剂由La2-xBaxNiO4和Ba(NO3)2制成；其中0＜x≤0.4，La2-xBaxNiO4和Ba(NO3)2的质量比为5∶0.44～5.68。
2、 根据权利要求1所述的催化直接分解氮氧化物的催化剂，其特征在于 La2.xBaxNiO^B Ba(N03)2的质量比为5 : 2。
3、 制备如权利要求1所述的催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法，其 特征在于制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法按以下步骤实现 一、将 硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍按通式La^Ba,Ni04的化学计量比混合溶解于蒸馏水 中，然后加入硝酸镧、硝酸钡和硝酸镍总物质量2倍的柠檬酸固体，搅拌20 30min后置于300 40(TC的条件下搅拌蒸发，得粉末；二、将粉末研碎，置于 450 55(TC的条件下焙烧l 3h，随炉冷却，压片，再置于750 90(TC的条件 下焙烧4 6h，得La2-xBaxNi04;三、将La2.xBaxNiO^B Ba(N03)2按质量比5 : 0.44 5.68均匀混合，置于750 85(TC的氧气气氛下焙烧l 3h，即得催化直 接分解氮氧化物的催化剂。
4、 根据权利要求3所述的制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法， 其特征在于步骤一中搅拌25min后在35(TC的条件下搅拌蒸发。
5、 根据权利要求3所述的制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法， 其特征在于步骤二中置于50(TC的条件下焙烧2h，随炉冷却，压片，再置于 80(TC的条件下焙烧5h。
6、 根据权利要求3所述的制备催化直接分解氮氧化物的催化剂的方法， 其特征在于步骤三中将La^BaxNi04和Ba(N03)2按质量比5 : 2.5均匀混合， 置于80(TC的氧气气氛下焙烧2h。
全文摘要
催化直接分解氮氧化物的催化剂及其制备方法，它涉及一种催化剂及其制备方法。它解决了现有催化直接分解氮氧化物的钙钛矿和类钙钛型复合氧化物催化剂需要在高温下使用的问题。本发明催化直接分解氮氧化物的催化剂由La<sub>2-x</sub>Ba<sub>x</sub>NiO<sub>4</sub>和Ba(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>制成。方法制备La<sub>2-x</sub>Ba<sub>x</sub>NiO<sub>4</sub>，然后与Ba(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>混合，经焙烧得催化直接分解氮氧化物的催化剂。本发明催化直接分解氮氧化物的催化剂在中低温条件下应用，能表现出高活性。
文档编号B01D53/56GK101301620SQ20081006483
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者付宏刚, 朱宇君, 袁福龙, 陈利强 申请人:黑龙江大学