[发明专利]氧化亚氮转化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理氧化亚氮（N₂O）以使其无害化的催化剂，特别是在硝酸生产过程中用来把N₂O转化成N₂和O₂的催化剂。

背景技术

随着气候日益变暖，温室气体减排日益紧迫。目前大气中的温室气体主要包括CO₂、CH₄、N₂O、HFC_S、PFC_S、Sf₆。其中的氧化亚氮（N₂O）俗称为笑气，对人体具有麻醉作用，吸入人体内可导致兴奋，因此而得名。研究表明，N₂O不仅具有强大的温室效应，同时还会引起臭氧层的破坏，是大气中不可忽视的污染物。目前，世界上所排放的N₂O主要来自：工业己二酸和硝酸等化工类生产行业，使用硝酸作为氧化剂的化工过程，以煤作为燃料的硫化床锅炉等煤燃烧设备，汽车发动机和汽车尾气，以及在NO_X消除过程中伴随生成的部分N₂O。工业革命以来，各种工业生产过程中N₂O的排放正在呈逐年上升的趋势。随着人们环保意识的不断增强，如何有效控制和消除N₂O已成为全世界共同关注的重要环境问题，N₂O的脱除技术越来越受到更多的关注。

N₂O的直接催化分解是脱除N₂O的理想方法之一。这是由于N₂O的直接催化分解具有操作简单，费用低廉，无需引入还原剂，不产生二次污染等独特优点。N₂O的直接催化分解技术是将N₂O在催化剂的作用下直接分解为N₂和O₂。其催化分解过程如反应式（1）：

2N₂O = 2N₂↑+ O₂↑ (1)

直接催化分解法由于反应温度相对较低，无需还原剂，运行费用低，并且分解的产物N₂和O₂对环境没有二次污染、不产生CO₂，已成为最有应用前景的N₂O脱除技术。催化剂是直接分解N₂O技术的核心，也是该技术的研发热点。

专利申请文献CN101664694A采用浸渍法制备了一种催化分解N₂O的分子筛负载钴复合氧化物催化剂，可在550℃左右完全分解N₂O。由于该催化剂在500～1000℃的较高温度下经焙烧制得，因而具有较高的耐高温特性。然而，在较低温度下就具备良好的催化活性，在较高温度下具备良好的热稳定性，并具有优良性价比的氧化亚氮分解催化剂依然是目前该行业的研发热点。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于处理N₂O使其转化成N₂和O₂的催化剂。该催化剂在较低温度下具备良好的催化活性，在较高温度下具备良好的热稳定性，并具有优良的性价比。

用于实现上述发明目的笑气转化催化剂，通过以下步骤获得：

首先，按照质量比Ce₂O₃∶La₂O₃ = 5∶1分别称取Ce(NO₃)•6H₂O和La(NO₃)•6H₂O溶于同一份水中获得前驱溶液。将该前驱溶液等容浸渍于γ-A1₂O₃小球载体上，随即将浸渍有Ce(NO₃)•6H₂O和La(NO₃)•6H₂O的γ-A1₂O₃小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物Ce₂O₃和La₂O₃的催化剂小球载体Re/γ-A1₂O₃。其中稀土氧化物Re与γ-A1₂O₃的重量比为5%～20%。