[發明專利]一種成型的直接催化N2O分解的催化劑及其制造方法

在審

• 申請號: 201310424160.4
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103506128A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 李翠清;羅林軍;李晶;王虹;宋永吉
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;B01J23/83;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

1.一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑，其特征在于：催化劑是以復合材料為載體，負載金屬氧化物，其活性組分為Zn和Ni的氧化物，同時負載Cu、Sr、La、K、Na、Y或Ba的氧化物中的一種或兩種。

2.根據權利要求1所述的一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑，所述復合材料為粘土、活性炭、電木粉、田菁粉、特種擬薄水鋁石粉、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、沙土、氧化鋅中的兩種或兩種以上物質組成。

3.根據權利要求1所述的一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑，所述金屬氧化物的負載量占催化劑總重量的30-55%,其中氧化鎳占催化劑總重量的1-5%，氧化鋅占催化劑總重量的20-45%。

4.一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，其具體步驟如下：

(1)?復合材料載體的制備：

?將粘土、活性炭、電木粉、田菁粉、特種擬薄水鋁石粉、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、沙土或硝酸鋅中的兩種或兩種以上按照一定的質量配比加入到攪拌機中，攪拌15-120min,混合均勻，向其中加入膠溶劑，捏合15-120min,混合物料老化1-10h,擠出成型，外徑為1-20mm的柱狀、三葉草或五葉草形狀，然后低溫除水12-24h,接著80-150℃，烘干12-24h，隨后放入馬弗爐中程序升溫焙燒，升溫速率為1-30℃/min,焙燒溫度為300-1500℃，焙燒時間為2-10h,在爐內自然冷卻至室溫,制成復合材料載體；??

(2)?活性組分溶液的配制：

按配比稱取Zn(NO₃)₂.6H₂O、Ni(NO₃)₂.6H₂O，同時按照一定比例稱取Cu(NO₃)₂.3H₂O、Sr(NO₃)_2、La(NO₃)₃.6H₂O、KOH、NaOH、Y(NO3)3.6H2O或Ba(NO3)2中的一種或兩種，與水配成溶液；?

(3)?活性組分的浸漬和焙燒：?

將步驟(1)中的載體浸漬在步驟(2)的溶液中，浸漬步驟通過超聲、振蕩器或旋轉蒸發儀輔助設備加以強化效果或靜態浸漬，浸漬12-120h,然后將浸漬過的載體放入烘箱中60-200℃烘干，烘干后放在馬弗爐中程序升溫焙燒，升溫速率為1-30℃/min,焙燒溫度為300-1500℃，焙燒時間為2-10h,在爐內自然冷卻至室溫，制成成型的直接催化分解N₂O的催化劑。

5.根據權利要求4所述一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，所述復合材料載體質量占催化劑總重量的45-79%。

6.根據權利要求4所述一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，所述混合物料老化是在封閉條件和物料自身產生的蒸汽壓下靜置。

7.根據權利要求4所述一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，所述低溫除水是在5-30℃下，依靠干燥空氣流通帶走物料中的部分自由水。

8.根據權利要求4所述一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，所述的膠溶劑為無機酸溶液與有機酸溶液的混合物。

9.根據權利要求8所述一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，所述的膠溶劑中無機酸為硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸或硼酸中的一種，用量占催化劑總重量的1-10%，所述的膠溶劑中有機酸為乙酸、甲酸、檸檬酸、草酸或丁二酸中的一種，用量占催化劑總重量的1-20%。

10.根據權利要求4所述一種成型的直接催化N₂O分解的催化劑的制備方法，所述步驟(1)和步驟(3)中程序升溫焙燒中升溫速率1-10℃/min,焙燒溫度500-800℃。