[其他]氨氧化制硝酸稀土鈷酸鹽催化劑

無效

• 申請號: 86108985
• 申請日: 1986-10-04
• 公開（公告）號: CN86108985B
• 公開（公告）日: 1988-11-23
• 發明（設計）人: 吳越;張柏東;王成林;范致榮;楊桐蘭;崔豪星;王承憲;范淑蓉;賈樹賢;姚國生;范玉琴;王秋波;王玉華
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B01J23/76
• 分類號: B01J23/76;B01J23/10;C01B21/26
• 代理公司: 中科院長春專利事務所
• 代理人: 宋天平,曹桂珍

本發明屬氨氧化制硝酸催化劑，它的制法與應用。

工業上由氨氧化制硝酸，涉及到一系列平行反應和連續反應：

4NH₃+5O₂＝4NO+6H₂O（1）

4NH₃+4O₂＝2N₂O+6H₂O（2）

4NH₃+3O₂＝2N₂+6H₂O（3）

2NH₃＝N₂+3H₂（4）

2NO＝N₂+O₂（5）

2NO+O₂＝2NO₂（6）

4NH₃+6NO＝5N₂+6H₂O（7）

過程的復雜性使得保證反應（1）順利進行的催化劑必須具備兩個特點，一是對NH₃的轉化率要高;二是對標的反應（1）具有選擇催化作用，即NO的選擇性要高。

氨氧化制硝酸從本世紀初工業化以來，一直使用鉑銠合金網作為催化劑。鉑網催化劑性能已相當優異，表現為有使NH₃100%轉化;相當高的催化標的反應（1）的選擇性（97～98%）;極快的反應速度;極好的耐高溫性能和850℃下長期（3-6個月）的使用壽命。但是鉑的昂貴和資源短缺促進了廉價易得催化劑的研究，用廉價易得的催化劑來取代鉑網成為長時期以來NH₃氧化制硝酸催化劑研究的一項重大理論問題和迫切的實踐問題。

在用以取代鉑網的催化劑的研究中，過渡金屬氧化物由于本身具有氧化還原性能且早在許多氧化反應中作為催化劑應用而被首先用在NH₃-NO的反應中，Co₃O₄，Fe₂O₃，MnO₂也有相當好的催化性能，但其活性尚比鉑網低，最佳活性溫區窄，高溫使用時活性下降快，因而它們目前尚不能取代鉑網用于NH₃氧化制硝酸的工業生產。

ABO₃型復合氧化物是一種新型催化劑材料。我們對該類型催化劑在NH₃氧化反應中的性能進行較全面的系統研究。其中La_1-xCa_xMnO₃（0≤X≤1）在催化NH₃→NO反應中已顯示出優于純金屬氧化物催化劑的性能（中國科學院應用化學研究所集刊第十七集）。但從取代鉑網催化劑的實用角度看，該催化劑在催化活性和高溫條件下的穩定性等方面尚有相當差距。

本發明的目的是選擇一類稀土鈷酸鹽ABO₃型復合氧化物，通過催化劑組成，活性組分和制法的優化，克服上述過渡金屬氧化物和La_1-xCa_xMnO₃催化劑的不足，將此催化劑用于NH₃-NO工業反應，取代鉑網催化劑。

本發明提出一類通式為La_1-xCe_xCoO₃（0≤X≤1）的稀土鈷酸鹽催化劑，它們在催化NH₃-NO反應中使用，具有優異的性能，可望取代鉑網用于NH₃氧化制硝酸的工業生產。

本發明催化劑組分的選擇，是在流動體系，固定床反應器，8毫升催化劑，床層高度24m/m條件下進行，強化實驗是在700℃測初活性α0%，然后升溫至900℃運轉24小時后恢復初始條件測活性α₁%，△α＝α₀-α₁，其值表示活性下降的分數，作為催化劑耐高溫性能的指標。表1是三種系列催化劑在上述條件下實驗結果;表中NO的收率作為催化活性的指標。

表1三種不同系列催化劑NO的收率

（常壓、5萬時^-1）

＊按應化集刊17所述制法，下同

＊＊草酸鹽沉淀法，下同