[发明专利]催化直接分解氮氧化物的催化剂及其制备方法

说明书

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850℃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，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La_2-xBa_xNiO₄和Ba(NO₃)₂制成；其中0＜x≤0.4，La_2-xBa_xNiO₄和Ba(NO₃)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La_2-xBa_xNiO₄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的量2倍的柠檬酸固体，搅拌20～30min后置于300～400℃的条件下搅拌蒸发，得粉末；二、将粉末研碎，置于450～550℃的条件下焙烧1～3h，随炉冷却，压片，再置于750～900℃的条件下焙烧4～6h，得La_2-xBa_xNiO₄；三、将La_2-xBa_xNiO₄和Ba(NO₃)₂按质量比5∶0.44～5.68均匀混合，置于750～850℃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℃)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La_2-xBa_xNiO₄和Ba(NO₃)₂制成；其中0＜x≤0.4，La_2-xBa_xNiO₄和Ba(NO₃)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_2-xBa_xNiO₄和Ba(NO₃)₂的质量比为5∶2。其它与具体实施方式一相同。