[发明专利]一种氧化亚氮催化分解工业催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及气体污染治理技术领域，尤其涉及一种氧化亚氮催化分解工业催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

氧化亚氮(N₂O)是一种严重的温室气体，其全球增暖潜能(GWP，Global Warming Potential)是CO₂的300倍以上，而且N₂O能在大气平流层长期稳定存在，这会造成严重的臭氧空洞。人为排放N₂O的途径主要有：硝酸及己二酸厂尾气、汽车尾气、矿物燃烧及农田耕作。近年来大气中N₂O的含量与日俱增，每年增速为0.2％～0.3％，因此N₂O减排工作刻不容缓。

N₂O减排主要有四种途径：一是利用N₂O生产其它产品(如苯酚等)，二是将N₂O高温分解，三是将N₂O选择性催化还原(SCR)，四是将N₂O直接催化分解。其中，将N₂O直接催化分解具有成本低、工艺简单、分解效率高等优点，因此具有良好的工业应用前景，但现有技术中的氧化亚氮催化分解催化剂大多需要在高温环境中进行分解，而且催化活性较差，成本相对较高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种氧化亚氮催化分解工业催化剂及其制备方法与应用，不仅分解温度低、催化活性好，而且制备工艺简单、成本低廉、无二次污染，具有良好的工业应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种氧化亚氮催化分解工业催化剂，由载体、助剂和活性组分组成；所述载体为γ-Al₂O₃；所述助剂为锰氧化物、铁氧化物、铈氧化物、锌氧化物、镍氧化物或镁氧化物中的至少一种元素；所述活性组分为四氧化三钴和氧化铜，并且四氧化三钴与氧化铜的质量比为9:5～20；在该氧化亚氮催化分解工业催化剂中，活性组分的质量是所述载体总质量的0.5％～30％，助剂的质量是所述载体总质量的0.1％～5％。

一种氧化亚氮催化分解工业催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、按照每203.8g载体前驱体使用4～80g硝酸钴、3～120g硝酸铜、0.5～10g助剂前驱体和2～20g田菁粉的比例，称取硝酸钴、硝酸铜、助剂前驱体和田菁粉，并将硝酸钴、硝酸铜和助剂前驱体溶于质量浓度为0.1％～5％的硝酸溶液中，从而制得活性组分前驱体溶液；其中，所述载体前驱体采用型号为P-DF-07-LSi的特种拟薄水铝石或者型号为P-DF-03的普通拟薄水铝石，所述助剂前驱体为硝酸锰、硝酸铁、硝酸铈、硝酸锌、硝酸镍、硝酸镁中的至少一种；

步骤B、将所述载体前驱体与所述田菁粉混合在一起，再浸渍于所述活性组分前驱体溶液中，然后捏合均匀形成可塑形催化剂前体；

步骤C、将所述可塑形催化剂前体放入挤条机中挤条成型，并在风干5～8小时后切粒，然后在50～110℃下干燥12小时，再以400～700℃焙烧2～4小时，从而制得上述技术方案中所述的氧化亚氮催化分解工业催化剂。

优选地，在步骤C中，切粒后的颗粒其长度为8～12mm、直径为5～8mm、截面呈五叶草形、颗粒堆密度为740～800kg/m³。

上述的氧化亚氮催化分解工业催化剂用于己二酸生产中的尾气治理领域。

上述的氧化亚氮催化分解工业催化剂用于硝酸生产中的尾气治理领域。