[發(fā)明專利]混合氧化物催化劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910211847.3
• 申請日: 2009-11-05
• 公開（公告）號: CN101733126A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·克雷莫納;M·埃斯滕費爾德;E·沃格納
• 申請（專利權(quán)）人: 舒德化學(xué)催化劑意大利有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J23/83;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/56;B01D53/62;F23D14/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含錳的、銅的和稀土金屬的氧化物的混合氧化物催化劑，特別地其可用于有機化合物(VOC)的充分氧化為CO₂和H₂O、氮低價氧化物(nitrogen?protoxide)轉(zhuǎn)化為氮氣和氧氣、以及來自燃料電池陽極的CO、H₂和CH₄廢氣的燃燒。

背景技術(shù)

美國專利5,260,248公開了包含錳的、銅的和鑭的氧化物的催化劑，其組成以MnO、CuO和La₂O₃表示為60-75wt％MnO、15-23wt％CuO和10-18wt％La₂O₃。該催化劑的熱穩(wěn)定性不高于700℃：在任何情況下，高于鈣鈦礦類型催化劑(其為約650℃)的熱穩(wěn)定性。

典型的鈣鈦礦氧化催化劑具有通式LaMn_0.5Cu_0.5O₃(美國專利3,914,389)。

通過利用Mn、Cu和La的硝酸鹽水溶液浸漬氧化鋁，隨后干燥和在400℃-700℃下煅燒而制備美國專利5,260,248的催化劑。

EP1197259A1描述了包含Mn的、Cu的和稀土金屬的氧化物的混合氧化物催化劑，其組成以MnO、CuO和稀土金屬的最低價態(tài)氧化物表示為14-88wt％MnO、10-66wt％CuO和2-20wt％La₂O₃。優(yōu)選的組成是44-55wt％MnO、33-43wt％CuO和10-13wt％La₂O₃。

EP1197259A1的催化劑的制備，當(dāng)負載于載體上時，在工業(yè)規(guī)模制備中，需要在利用硝酸鑭的首次浸漬后進行兩個浸漬步驟，其每個都是在干燥和在600℃煅燒之后進行的。

上述多步驟操作是昂貴的、是勞動密集的。

US2004/0151647A1公開了混合氧化物催化劑，其組成以wt％金屬表示為：15-30％Cu、55-77％Mn和7.5-10％Ce，其中Ce可以用Pr或0.2-5wt％La代替。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供混合氧化物催化劑，其適用于選擇性氧化VOC化合物為CO₂，以及適用于氮低價氧化物分解為氮氣和氧氣，以及來自燃料電池陽極的CO、H₂和CH₄廢氣的燃燒，其即使在高溫下老化之后也具有高熱穩(wěn)定性和高活性，并且在工業(yè)制備中在利用硝酸鑭溶液浸漬之后不需要多于一個步驟的浸漬。

上述和其他目的將通過后面對本發(fā)明的描述而清楚。

具體實施方式

本發(fā)明的混合氧化物催化劑包含Mn、Cu和稀土金屬的混合氧化物，其中稀土金屬可以呈現(xiàn)多價狀態(tài)，該混合氧化物催化劑的組成以MnO、CuO和選自鑭氧化物和釹氧化物和其混合物的稀土金屬氧化物表示為：35-56wt％MnO、19-31wt％CuO和20-37wt％La₂O₃和/或Nd₂O₃。

優(yōu)選的組成是：40-48wt％MnO、26-30wt％CuO和26-30wt％La₂O₃。

氧化鑭與Ce氧化物的混合物也是優(yōu)選的；相對于La克原子含量，所述混合物的Ce克原子含量小于50wt％。

令人吃驚地，本發(fā)明的催化劑即使在高溫下老化之后也比EP1197259A1的催化劑更具活性：因此具有較長的壽命，并且關(guān)于所述催化劑提供了更簡單的制備方法，其在工業(yè)規(guī)模操作中在利用硝酸鑭溶液進行浸漬之后不需要兩個浸漬步驟。

該催化劑與描述于EP1197259A1中的催化劑都具有選擇氧化VOC化合物為僅CO₂的能力。此外，它們在分解氮低價氧化物為氮氣和氧氣中、以及在來自燃料電池陽極的CO、H₂和CH₄廢氣的燃燒中，比EP1197259A1的催化劑更具活性。

形成催化劑活性組分的混合氧化物具有作為p型半導(dǎo)體(在這些半導(dǎo)體中，電導(dǎo)率根據(jù)Arrhenius定律隨溫度成指數(shù)增加，并且電荷載體是電子空位)的特征。在這些氧化物中，氣態(tài)氧被化學(xué)吸附到表面上，并且與晶格氧一起參與氧化反應(yīng)。