[发明专利]一种钇-钴复合氧化物催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种钇‑钴复合氧化物催化剂的制备方法及应用，首先将硝酸钴、硝酸钇和尿素在水中混合，水热合成钇‑钴复合氢氧化物，然后，在空气中焙烧，钇‑钴复合氢氧化物分解为钇‑钴复合氧化物催化剂。制备的催化剂用于催化分解高浓度一氧化二氮废气。按照本发明方法制备的催化剂的突出特点是：催化剂晶粒小，各组分之间有适宜的相互作用和协同催化效应，用于催化分解高浓度的一氧化二氮废气，催化活性高。

技术领域

本发明属于催化剂制备及应用技术领域，具体是一种钇-钴复合氧化物催化剂的制备方法及其在高浓度一氧化二氮废气分解反应中的应用。

背景技术

随着工业生产的快速发展，人为排放了大量温室气体，导致地面温度逐年上升，这一问题已引起了世界各国的广泛关注。一氧化二氮(N₂O)是《京都议定书》限制排放的温室气体之一。N₂O废气的人为排放源主要是硝酸、己二酸合成等工业过程，这些废气如不经处理直接排放到大气中，将对生态环境造成严重破坏。

现行的对一氧化二氮废气的处理方法，一般采用热分解法或催化分解法。其中，热分解法要求分解温度1000℃以上，能耗很高。催化分解法处理一氧化二氮废气，是在催化剂的作用下，将一氧化二氮分解为对环境无毒无害的氮气和氧气，可显著降低N₂O的分解温度和能耗，是一种经济可行的方法，现有的用于一氧化二氮分解的催化剂主要有：负载型贵金属催化剂、离子交换分子筛等，这些催化剂的价格较高。现有的用于一氧化二氮分解的催化剂还有：过渡金属氧化物及复合氧化物。Qian等人[Journal of Materials Chemistry,1997,7，493-499]，Chellam等人[Chemistry of Materials,2000,12，650-658]，Shen等人[Journal of Hazardous materials,2009,163,1332-1337]研究了Mg-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。Stelmachowski等人[Catalysis Letters,2009,130,637-641；AppliedCatalysis B:Environmental,2014,146,105-111]研究了Zn-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。Yan等人[Applied Catalysis B:Environmental,2003,45,85-90；CatalysisCommunications,2003,4,505-509]研究了Ni-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。作为本申请第一位发明人的徐秀峰等人[Journal of Fuel Chemistry and Technology,2014,42,238-245；分子催化,2015,29,246-255]研究了Cu-Co、Mn-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。Wang等人[Catalysis Communications,2018,111,70–74]研究了Sn-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。Wang等人[Chemical Engineering Journal,2018,334,800–806；Applied Catalysis B:Environmental,2016,185,110–118；Catalysis Communications,2015,65,1–5]研究了Ag-Co,Pb-Co,Bi-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。Kim等人[Molecular Catalysis,2017,442,202–207]研究了Ce-Co复合氧化物催化剂催化分解N₂O。