一种中低温催化分解N2O的催化剂及制备方法和应用技术

一种中低温催化分解N2O的催化剂包括活性氧化物内核和多孔惰性氧化物壳层，活性氧化物内核组成为活性组分Co3O4，多孔惰性氧化物壳层组成为SiO2‑NxOy，其中NxOy为ZrO2或CeO2中的一种，各组分的重量百分比为：Co3O4 10‑40wt％，ZrO2或CeO2 0.1‑3wt％，余量为SiO2。本发明专利技术具有催化剂的活性好，使用寿命长的优点。

Catalyst for medium and low temperature catalytic decomposition of N2O, preparation method and application thereof

A catalyst in low temperature catalytic decomposition of N2O include active oxide core and porous inert oxide shell, active oxide core composition as the active component Co3O4, porous inert oxide shell composed of SiO2 NxOy, where NxOy is a ZrO2 or CeO2, the weight percentage of each component is 10 Co3O4 40wt%, ZrO2 3wt% or CeO2 0.1, the rest is SiO2. The catalyst has the advantages of good activity and long service life of the catalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种中低温催化分解N2O的催化剂及制备方法和应用
本专利技术属于一种中低温催化分解N2O的催化剂及制备方法和应用。
技术介绍
随着硝酸、尼龙66等化学合成工业的发展以及化石燃料的不断消耗，导致大气中N2O浓度持续上升。N2O其温室效应潜值是CO2的310倍，是一种重要的温室气体，此外，N2O可稳定存在于对流层中，当其传输到平流层时，可引起臭氧层破坏。因此，N2O的消除技术已经成为当今大气污染控制研究的重要组成部分。在近期研究的N2O的去除方法中，直接催化分解N2O生成O2和N2，是目前最有效和被广泛认可的消除方法.因此，开发性能稳定及高活性催化剂是目前N2O催化分解研究的主要方向。目前针对N2O直接催化分解法催化剂的研究集中在贵金属催化剂、分子筛催化剂和金属氧化物催化剂三类，其中金属氧化物催化剂成本低廉，环境友好，制备方法简单易行，组成易于调变，且具有较高的催化活性，受到科研工作者的青睐。中国专利文献CN102513117A公开了一种氧化铜与氧化铈组成的复合氧化物，利用铈与氧化铜复合氧化物形成的协同作用，大幅提高了材料N2O催化分解反应的活性和稳定性。壳牌公司在专利文献CN10540本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中低温催化分解N2O的催化剂，其特征在于催化剂包括活性氧化物内核和多孔惰性氧化物壳层，活性氧化物内核组成为活性组分Co3O4，多孔惰性氧化物壳层组成为SiO2‑NxOy，其中NxOy为ZrO2或CeO2中的一种，各组分的重量百分比为：Co3O4 10‑40wt％，ZrO2或CeO2 0.1‑3wt％，余量为SiO2。

【技术特征摘要】
1.一种中低温催化分解N2O的催化剂，其特征在于催化剂包括活性氧化物内核和多孔惰性氧化物壳层，活性氧化物内核组成为活性组分Co3O4，多孔惰性氧化物壳层组成为SiO2-NxOy，其中NxOy为ZrO2或CeO2中的一种，各组分的重量百分比为：Co3O410-40wt％，ZrO2或CeO20.1-3wt％，余量为SiO2。2.如权利要求1所述的一种中低温催化分解N2O的催化剂，其特征在于催化剂的比表面积在250-480m2g-1，活性氧化物内核尺寸在9-12nm，包覆多孔惰性氧化物壳层厚度在6-20nm，整体的核壳包覆结构的颗粒大小在21-50nm。3.如权利要求1或2所述的一种中低温催化分解N2O的催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)以乙醇水溶液为溶剂，配置钴盐与六亚甲基四胺混合形成混合溶液，加入与钴盐等质量的聚乙烯吡咯烷酮分散剂，搅拌至完全溶解；(2)向步骤(1)配置的溶液中滴加H2O2水溶液，待透明溶液体系逐渐浑浊后，密闭反应体系，将操作温度升高至55-80℃，并保持剧烈搅拌12-72h，得到高度均匀分散的Co3O4纳米颗粒溶胶；(3)按催化剂中ZrO2或CeO2的组成含量，将硝酸锆或硝酸铈以正硅酸乙酯溶解于乙醇中配置混合溶液；(4)按催化剂组成，向步骤(2)所述纳米颗粒溶胶中原位滴入步骤(3)配置的正硅酸乙酯乙醇混合溶液，并加入氨水，继续反应24-72h，所得悬浊液经高速离心分离；(5)离心沉淀经60-100℃干燥，在煅烧气氛，500-700℃条件下，高温煅烧2-6h除去有机残留物后，即得到钴基内核多孔氧化物包覆型催化剂。4.如权利要求3所述的一种中低温催化分解N2O的催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的乙醇水溶液中无水乙醇与去离子水的体积分数比为：无水乙醇：去离子水＝1.5-2.5：1。5.如权利要求3所述的一种中低温催化分解N2O的催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的钴盐由无机钴盐和有机钴盐组成，无机钴盐和有机钴盐按摩尔分数0.5-3:1配合组成。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长真，赵永祥，王永钊，李海涛，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14