[發明專利]催化分解N2 有效
| 申請號： | 202010963897.3 | 申請日： | 2020-09-14 |
| 公開（公告）號： | CN112138725B | 公開（公告）日： | 2021-12-21 |
| 發明（設計）人： | 王智化;何勇;朱燕群;楊衛娟;唐海榮;周志軍;劉建忠;周俊虎;岑可法 | 申請（專利權）人： | 浙江大學 |
| 主分類號： | B01J31/28 | 分類號： | B01J31/28;B01J31/22;B01J35/02;B01D53/86;B01D53/56 |
| 代理公司： | 杭州中成專利事務所有限公司 33212 | 代理人： | 周世駿 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 催化 分解 base sub | ||
本發明涉及催化材料和大氣污染控制技術領域，旨在提供一種催化分解N2O的鈷基金屬有機框架衍生催化劑的制備方法。包括：將2?甲基咪唑與去質子劑溶于去離子水中，在充分攪拌下加入Co(NO3)2·6H2O溶液；室溫下靜置10min后，離心洗滌，收集固體沉淀物并烘干，得到具有沸石咪唑酯骨架結構的前驅體；在惰性氣體氛圍中將前驅體灼燒進行熱解；自然退火并降至室溫后，得到鈷基金屬有機框架衍生催化劑。本發明提供催化劑具有極大的比表面積、分散良好的活性位點、優異的氧化還原性能和吸脫附能力；引入的去質子劑能極大加速金屬離子與有機配體的配位速率，使得反應在水溶液中快速進行，為工業快速合成提供了可能。催化劑具有優異的活性、抗硫中毒和升溫活性再生能力。
技術領域
本發明屬于催化材料和大氣污染控制技術領域，具體涉及一種用于中低溫直接催化分解鍋爐煙氣中N2O，基于金屬有機框架(MOFs)衍生的負載在多孔碳材料上的鈷納米復合催化劑及其制備方法。
背景技術
氧化亞氮(Nitrous Oxide，N2O)具有很強的大氣紅外輻射吸收能力，其溫室效應潛能約為CO2的310倍，是僅次于CH4和CO2的第三大溫室氣體。N2O在常溫下化學性質穩定，能在大氣對流層中能長期穩定存在，進入大氣同溫層后能進一步反應生成 NO，同常規氮氧化物一樣消耗破壞臭氧層，造成臭氧空洞。
近幾十年來，循環流化床(CFB)燃燒技術由于具有與煤粉鍋爐相當的燃燒效率、燃料適應性廣、相對低的NOx排放濃度等優點，在各行業得到大力推廣。然而其相對低的燃燒溫度(800～900℃)有利于燃料氮向N2O轉化。此外，傳統配套的SNCR脫硝手段在控制NOx時由于還原不充分、氨逃逸等因素也會將部分NO轉化為N2O，這導致循環流化床的N2O排放濃度普遍偏高(30～120ppm)，有的甚至可達100～250ppm，遠高于煤粉爐(0～20ppm)。隨著國家燃煤機組超低排放技術的實施，重點地區主要大氣污染物包括粉塵、二氧化硫和氮氧化物都得到了大幅度控制，而現行的煙氣氮氧化物考核指標并不涵蓋N2O。目前以循環流化床鍋爐為代表的燃煤鍋爐高濃度N2O排放問題已引起人們的高度關注，研究燃煤煙氣中N2O的深度控制技術已刻不容緩。
目前治理尾部煙氣中N2O最經濟、最有效的技術是直接催化分解法，將N2O在催化劑的作用下直接分解為N2和O2，具有溫度窗口較低、操作簡單、無介質加入等優點。經典的N2O分解機理中主要包含式(1)～式(4)的四步反應過程，其中*代表催化活性位點，式(3)、(4)則是N2O直接分解機理的核心速控步驟。
N2O+*→N2O* (1)
N2O*→N2+O* (2)
2O*→O2+2* (3)
N2O+O*→N2+O2+* (4)
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