O催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種能夠直接催化分解N20的催化劑，屬于大氣污染治理領(lǐng)域，尤其是 設(shè)及到己二酸廠、硝酸廠和化肥廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的成0尾氣處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]成0不僅可W破壞臭氧層的結(jié)構(gòu)，同時也是一種能夠使全球變暖的溫室氣體，當前 大氣中的主要溫室氣體有ch4、c〇2、N2〇等，其中成0是一種無色無味，化學性質(zhì)穩(wěn)定的氣體， 其使全球增暖的潛能是0)2的310倍，N2〇W每年0. 2~0. 3%的速率在增加，其在大氣中每 增加一倍，將導致全球溫度升高0. 3Γ，同時在大氣中存在長達120年之久。在工業(yè)生產(chǎn)的 過程中，尤其是己二酸廠和硝酸廠的尾氣排放中含有較高濃度的成0;同時汽車尾氣的排放 W及流化床等煤燃燒設(shè)備也是成0主要來源之一。
[0003] 根據(jù)目前國內(nèi)的研究現(xiàn)狀，擁有低溫活性反應窗口的催化劑因為缺乏可靠性W及 穩(wěn)定性，不利于工業(yè)推廣，沒有應用的價值，且目前已報道的催化劑大多都是通過國外引進 的技術(shù)。因此國內(nèi)應加強對成0直接催化劑分解催化劑的研究，結(jié)合我國的現(xiàn)存在的國情， 走低成本的路線，力爭有所突破，開發(fā)出有自主產(chǎn)權(quán)并適合我國的直接催化分解成0的工業(yè) 催化劑顯得尤為緊迫。
[0004]目前，工業(yè)上所采用的消除成0的方法主要包括五大類：第一，熱分解法，此方法是 一種高耗能的分解方法，從能源的使用W及經(jīng)濟的角度，使用范圍較??；第二，選擇催化還 原法；第ξ，Ν2〇再生還原為硝酸法；第四，直接催化分解法；第五，成0作為生產(chǎn)苯酪的原料。 其中直接催化分解法，因其反應溫度相對較低，催化劑制備簡單，不需要還原劑，且分解產(chǎn) 物為成和02可W直接排放到大氣中，因此成為了最具有前景的Ν2〇消除技術(shù)。而對于直接 催化分解法而言，催化劑是整個方法的核屯、?；趯Υ呋纸夥磻獧C理的研究，被廣大專家 和學者普遍認為并接受的成0分解機理如下： 陽0化]
[0006]成0催化分解是氧化還原反應，其中*表示活性中屯、，的0分子首先吸附在催化劑 活性位上，使得Ν-0鍵鍵能減弱，并斷開，生成成和0*，根據(jù)Lungmuir-Hinshelwood反應機 理兩個表面吸附氧相結(jié)合生成化而脫附，并將電子返還給活性中屯、完成一個整體循環(huán)，其 中氧的脫附步驟是速控步驟。根據(jù)反應機理，具有氧化還原能力的含有多種價態(tài)的金屬均 可充當運樣的活性位。因此本發(fā)明則主要是針對己二酸廠裝置排放尾氣中含成0尾氣的處 理，制備出了一種能夠直接催化分解成0的催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在工業(yè)中應用與的0分解的催化劑及其制備方 法。本發(fā)明的催化劑活性高、穩(wěn)定性好、壽命長，可W使工業(yè)中成0的排放量大大減少，極大 程度的降低環(huán)境污染，同時催化劑的制備簡單且經(jīng)濟。
[0008] 一種直接催化分解成0催化劑，其特征在于：由75 %~91 %質(zhì)量百分比的載體、 0. 1%~20%的活性組分W及0~5%的助催化劑；其中助催化劑為氧化姉，氧化鐵，氧化 儀，氧化儘中一種或兩種W上組成，活性組分和助催化劑的總負載量在催化劑中的質(zhì)量百 分比為0. 1 %~25% ;活性組分為四氧化Ξ鉆和氧化銅，兩者質(zhì)量為9:1~9:20。
[0009] 進一步，載體由擬薄水侶石在400~600°C下賠燒地而成。
[0010] 所述的催化劑制備方法，采用等體積浸潰法將可溶性鉆、銅硝酸鹽溶于去離子水 中，然后加入或者不加入助催化劑得到溶液，將載體加入到上述溶液中，40°C下恒溫水浴靜 置6-化，然后干燥12h，500~700°C下賠燒地。 W11] 本發(fā)明的催化劑是W75%~91%質(zhì)量百分比Al2〇3做載體和9~25%的四氧化Ξ鉆和氧化銅做活性組分，0-5%的助催化劑氧化姉，氧化鐵，氧化儀，氧化儘中一種或W上 組成。擬薄水侶石在450~650°C賠燒而成。
[0012] 本發(fā)明的在有氧的條件下催化分解成0催化劑的制備如下：
[0013] (1)載體制備：將擬薄水侶石在100~120°c干燥2-地后，放入馬弗爐中在450~ 650°C賠燒地而成。
[0014] 似活性組分溶液配制：稱量硝酸鉆，硝酸銅W及上述姉、鐵、儀、儘中的一種或W 上硝酸鹽，加入去離子水溶解，配制成活性組分溶液。
[0015] (3)將載體放入到活性組分溶液中浸潰，充分干燥后，放入馬弗爐中在600~ 900°C下賠燒地制得催化劑。
[0016] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0017] (1)本發(fā)明W擬薄水侶石、硝酸鉆、硝酸銅W及姉、鐵、儀、儘硝酸鹽為原料，來源廣 泛，價格低廉，且制備方法較簡單。
[0018] (2)本發(fā)明W丫-Al2〇3作為載體，可W使活性組分較好的分布在載體表面，耐高 溫，操作溫度寬。
[0019] (3)本發(fā)明制備的催化劑加入粘合劑田菁粉后，可W做成柱狀，條狀，顆粒狀等形 狀，可W在工業(yè)中廣泛應用。
【具體實施方式】： 陽〇2〇] 實施例1.
[OOW (1)載體制備
[0022] 將擬薄水侶石放入馬弗爐中進行程序賠燒，其中在120°C停留時間化，在550°C下 賠燒也可得丫 -A!203,稱量5.Og丫 -A!203。
[0023] (2)配制活性組分溶液
[0024] 稱量 1. 6316gCo(N〇3)2 · 6&0 和 0. 1519gCu(N〇3)2 ·抓2〇(邑），加入 18ml去離子水， 攬拌溶解均勻，配成活性組分溶液，助催化劑的負載量為0%。
[00巧](3)催化劑制備及評價
[00%] 將稱量的5.Og丫 -Al2〇3加入到活性組分溶液中，放入40°C恒溫水域箱靜置化后， 在110°C干燥箱中干燥12h，然后放入馬弗爐中在空氣氣氛700°C下賠燒4h制得催化劑。
[0027] 將制備好的催化劑研磨成20~40目顆粒，取1ml，裝入固定床反應器中，氣體總 流量為lOOml/min，空速6000h1，氣體組成為10%成0,16%化，其余為成。取轉(zhuǎn)化率分別為 10%、50%及100%時所對應的溫度Τι。、T5。、Τι。。實驗結(jié)果如下：
[0028]
[0029] 實施例2.
[0030] (1)載體制備
[0031] 將擬薄水侶石放入馬弗爐中進行程序賠燒，其中在120°C停留時間化，在550°C下 賠燒地，可得丫 -Al2〇3,稱量5.Og丫 -Al2〇3,助催化劑的負載量為0%。（2)配制活性組分溶 液
[0032] 稱量 1. 6316gCo(N〇3)2 · 6&0 和 1. 5186gCu(N〇3)2 ·抓2〇(邑），加入 18ml去離子水， 攬拌溶解均勻，配成活性組分溶液。
[0033] (3)催化劑制備及評價
[0034] 將稱量的5.Og丫 -Al2〇3加入到活性組分溶液中，放入40°C恒溫水域箱靜置化后， 在110°C干燥箱中干燥12h，然后放入馬弗爐中在空氣氣氛700°C下賠燒4h制得催化劑。
[0035] 將制備好的催化劑研磨成20~40目顆粒，取1ml，裝入固定床反應器