一种处理N2O的催化剂，其利用稀土元素丰富的4f能级，而选择La系元素中2、3或者4颗元素，再在第VIII族中选1颗元素或2颗元素，以Al2O3为骨架或隔离体，用柠檬酸为分散剂，用水作溶剂制成。本发明专利技术同时公开了该催化剂的制备方法。本发明专利技术摆脱了昂贵的铂、钯等材料，因而制备工艺独特，制得的催化剂孔隙率大(0.3-0.4)，30％-40％之间，比表面积大，活性高。
【技术实现步骤摘要】
一种处理N2O的催化剂及其制备工艺
本专利技术涉及催化剂
，具体为一种处理以NH3为原料生产HNO3过程产生的毒气——N2O的催化剂及其制备工艺。
技术介绍
气态氨与适量氧的混合气体，经铂网或者在铂中掺杂铑、钯的金属网催化剂催化，生成NO、NO2、N2O等气体。其NO2被H2O吸收而生成HNO3、NO在工艺过程中，随着温度的降低而与O2生成NO2后也被H2O吸收而生成HNO3。但N2O气则不能，只能作为工业废气排放。然而一立方米N2O，相当于300m3CO2对大气的污染；其对人体神经系统的毒害是CO2根本无法相比的。因此，迫切急待处理。此处处理N2O气，是用催化法处理。反应式如下：但是，处理以氨为原料生产HNO3过程中产生的N2O气的催化剂，多采用昂贵的铂、钯等材料，成本很高，而且容易失活。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种处理N2O的催化剂及其制备工艺，从而解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种处理N2O的催化剂，其利用稀土元素丰富的4f能级，而选择La系元素中2、3或者4颗元素，再在第VIII族中选1颗元素或2颗元素，以Al2O3为骨架或隔离体，用柠檬酸为分散剂，用水作溶剂制成。本专利技术最优的一种具体配方为：CeO2氧化铈25-4O重量份、ZrO2氧化锆10.82-20.82重量份、N2O3氧化钕4-13重量份、CoO氧化钴3-7重量份、La2O3氧化镧7-15重量份、Al2O3氧化铝21.64-29.64重量份、石墨。本专利技术所述的催化剂第一种制备工艺如下：称取适量(由制备催化剂试样的重量决定)硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钴、碳酸铈、碳酸锆，氧化铝，石墨及柠檬酸待用；量取适量的脱盐水(水量为上述盐量总和的2-2.5倍)倒入烧杯中，在恒温水浴箱中加热到60℃-90℃，直至彻底溶解；柠檬酸量为上述盐摩尔量总和的1：1称取，在搅拌状态下缓缓加入预热到60℃-90℃水中直至彻底溶解；待柠檬酸水溶液升至60℃-90℃后，将已称取好的硝酸盐和碳酸盐及氧化铝，在搅拌状态下缓慢加入柠檬酸水溶液中(在往柠檬酸溶液中加盐时，要慢，防止猛烈反应而伤人)，并在搅拌状态下反应3-4h；将反应3-4h的浆液转移至瓷盘或不锈钢盘中，并移到烘箱中控制温度100℃-120℃，直至烘干为止，烘干后的固体料应疏松且软；按制成催化剂重量的6-10％配入粉状石墨加入烘干并冷却的固体物中，并在粉碎机中粉碎到粒径为80-130目；将粉碎好的粉状物在预压机中压紧后，移至造粒机中造粒，制成1mm-1.5mm(粒径由催化剂的几何形状决定)的颗粒待用；将制成的1mm-1.5mm的颗粒料移送yh-20型压环机压制成形，得到半成品催化剂；将压制成形的且侧压强度合格的半成品催化剂，移入马弗炉焙烧，焙烧温度500℃-825℃，恒温时间t＝5h；检验50N/颗粒-70N/颗粒计为合格的催化剂成品。备注：此处所使用的预压机、造粒机、压环机为催化剂工业生产线上的机器。上述步骤中，压制成形的半成品催化剂的几何尺寸和形状为：两端戴蝶形封头的圆柱状颗粒，颗粒内均布7通孔；各部位尺寸为：圆柱体直径圆柱体长11mm，沿圆柱体轴向即长的方向绕圆心均布1.5mm直径的6个通孔，圆心处布直径的1个通孔，共7个通孔，封头高1mm-1.5mm，此步中压制成形的催化剂侧压强度应保证110N/颗-130N/颗。本专利技术的第二种制备工艺如下：称取适量(由制备催化剂试样的重量决定)硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钴、碳酸铈、碳酸锆，氧化铝，石墨及柠檬酸待用；量取适量的脱盐水，水重量为上述盐总和的2-2.5倍，并倒入5000ml烧杯中，移入恒温水浴箱中加热到60℃-90℃；柠檬酸量为上述盐摩尔量总和的1：1称取，并在搅拌状态下缓缓加入预热到60℃-90℃水中，直至彻底溶解；待柠檬酸水溶液升至60℃-90℃后，将已称取好的硝酸盐和碳酸盐，在搅拌状态下缓慢加入柠檬酸水溶液中(在往柠檬酸水溶中加盐时，一定要缓慢，防止猛烈反应，液体喷出伤人)，并在搅拌状态下，温度60℃-90℃反应3-4h；将反应3-4h的浆液转移至瓷盘或不锈钢盘中，并移到烘箱中，控制温度100℃-120℃，直至烘干为止，烘干后的固体料应疏松且软；按要制备催化剂重量称取所需的氧化铝(Al2O3)，称取要制备催化剂重量6-10％的石墨，分别加入烘干并冷却的固体物中，在粉碎机中粉碎到粒径为80-130目；将粉碎好的粉状物在预压机中压紧后，移至造粒机中造粒，制成1mm-1.5mm(粒径由催化剂的几何形状决定)的颗粒待用；将制成的1mm-1.5mm的颗粒物移到yh-20型压环机压制成形，制备催化剂的几何形状为两端戴蝶形封头的圆柱状颗粒，颗粒内均匀分布通孔；各部位尺寸为：圆柱直径圆柱长12mm，沿圆柱体轴向即长的方向绕圆心均布1.6mm直径的6个通孔；圆心处布1.6mm直径的1个通孔，共7个的通孔，且柱的两端以蝶形封头过渡；此步中压制成形的催化剂称半成品催化剂，应保证其侧压强度在110N/颗-130N/颗。将压制成形的且侧压强度合格的半成品催化剂转入马弗炉中焙烧，焙烧温度500℃-825℃，且恒温t＝5h；此步得到的为成品催化剂，须经侧压强检测，满足50N/颗-70N/颗计为合格品催化剂。备注：此处所使用的预压机、造粒机、压环机为催化剂工业生产线上的机器。本专利技术的第三种制备工艺如下：称取适量(由制备催化剂试样的重量决定)硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钴、碳酸铈、碳酸锆，氧化铝，石墨及柠檬酸待用；量取适量的脱盐水，水量为上述碳酸盐，2/3硝酸铈，2/3硝酸锆合计盐量总和的2-2.5倍，并倒入5000ml烧杯中，并移入恒温水浴箱中加热到60℃-90℃；柠檬酸量按上述碳酸盐的量与2/3硝酸铈、2/3硝酸锆摩尔总和的1：1称取，并在搅拌状态下缓慢加入60℃-90℃水中，直至彻底溶解；待柠檬酸水溶液升至60℃-90℃后，将已称取的碳酸盐、2/3硝酸锆、2/3硝酸铈，在搅拌状态下缓慢加入柠檬酸水溶液中(在往柠檬酸水溶液中加盐时，一定要缓慢，防止剧烈反应，液体喷出而伤人)，在搅拌状态下，恒温60℃-90℃反应3-4h；将反应3-4h的浆液转移至瓷盘或不锈钢盘中，并移入烘箱中，控制温度100℃-120℃，直至烘干为止。烘干后的固体料应疏松且软；按碳酸盐和2/3硝酸铈与2/3硝酸锆的量以及所需氧化铝量的总和的6-10％称取石墨，加入烘干并冷却的固体物中，在粉碎机中粉碎到粒径为80-130目；将粉碎好的粉状物在预压机中压紧后，移至造粒机中造粒，制成1mm-1.5mm(粒径由催化剂的几何形状决定)的颗粒待用；将制成的1mm-1.5mm的颗粒物移至yh-20型压环机压制成形，制备催化剂的几何形状为：两端带蝶形封头的圆柱状颗粒，颗粒内均匀分布7通孔，各部位尺寸为：圆柱直径圆柱体长(包括蝶形封头)11mm；沿圆柱体长的方向即轴向绕圆心均布1.9mm直径的6个通孔，圆心处布1.9mm直径的1个通孔，共7个直径的通孔，蝶型封头每个高1mm-1.8mm；此步压制成形的圆柱体颗粒称半成品催化剂载体，且应保证其侧压强度110N/颗-130N/颗；将压制成形的且侧压强合格的半成品载体移入马弗炉中焙烧，温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理N2O的催化剂，其特征在于：其利用稀土元素丰富的4f能级，而选择La系元素中2、3或者4颗元素，再在第VIII族中选1颗元素或2颗元素，以Al2O3为骨架或隔离体，用柠檬酸为分散剂，用水作溶剂制成。
【技术特征摘要】
1.一种处理N2O的催化剂，其特征在于：其利用稀土元素丰富的4f能级，而选择La系元素中2、3或者4颗元素，再在第VIII族中选1颗元素或2颗元素，以Al2O3为骨架或隔离体，用柠檬酸为分散剂，用水作溶剂制成，具体配方为：CeO2氧化铈25-40重量份、ZrO2氧化锆10.82-20.82重量份、Nd2O3氧化钕4-13重量份、CoO氧化钴3-7重量份、La2O3氧化镧7-15重量份、Al2O3氧化铝21.64-29.64重量份、石墨。2.一种制备如权利要求1所述的催化剂的工艺，其特征在于：步骤如下：称取适量硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钴、碳酸铈、碳酸锆，氧化铝，石墨及柠檬酸待用；量取适量的脱盐水，水量为上述盐量总和的2-2.5倍，倒入烧杯中，在恒温水浴箱中加热到60℃-90℃，直至彻底溶解；柠檬酸量为上述盐摩尔量总和的1∶1称取，在搅拌状态下缓缓加入预热到60℃-90℃水中直至彻底溶解；待柠檬酸水溶液升至60℃-90℃后，将已称取好的硝酸盐和碳酸盐及氧化铝，在搅拌状态下缓慢加入柠檬酸水溶液中，并在搅拌状态下反应3-4h；将反应3-4h的浆液转移至瓷盘或不锈钢盘中，并移到烘箱中控制温度100℃-120℃，直至烘干为止，烘干后的固体料应疏松且软；按制成催化剂重量的6-10％配入粉状石墨加入烘干并冷却的固体物中，并在粉碎机中粉碎到粒径为80-130目；将粉碎好的粉状物在预压机中压紧后，移至造粒机中造粒，制成1mm-1.5mm的颗粒待用；将制成的1mm-1.5mm的颗粒料移送yh-20型压环机压制成形，得到半成品催化剂；将压制成形的且侧压强度合格的半成品催化剂，移入马弗炉焙烧，焙烧温度500℃-825℃，恒温时间t＝5h；检验50N/颗粒-70N/颗粒计为合格的催化剂成品。3.如权利要求2所述的催化剂的工艺，其特征在于：压制成形的半成品催化剂的几何尺寸和形状为：两端戴蝶形封头的圆柱状颗粒，颗粒内均布7通孔；各部位尺寸为：圆柱体直径圆柱体长11mm，沿圆柱体轴向即长的方向绕圆心均布1.5mm直径的6个通孔，圆心处布直径的1个通孔，共7个通孔，封头高1mm-1.5mm，此步中压制成形的催化剂侧压强度应保证110N/颗-130N/颗。4.一种制备如权利要求1所述的催化剂的工艺，其特征在于：步骤如下：称取适量硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钴、碳酸铈、碳酸锆，氧化铝，石墨及柠檬酸待用；量取适量的脱盐水，水重量为上述盐总和的2-2.5倍，并倒入5000ml烧杯中，移入恒温水浴箱中加热到60℃-90℃；柠檬酸量为上述盐摩尔量总和的1∶1称取，并在搅拌状态下缓缓加入预热到60℃-90℃水中，直至彻底溶解；待柠檬酸水溶液升至60℃-90℃后，将已称取好的硝酸盐和碳酸盐，在搅拌状态下缓慢加入柠檬酸水溶液中，并在搅拌状态下，温度60℃-90℃反应3-4h；将反应3-4h的浆液转移至瓷盘或不锈钢盘中，并移到烘箱中，控制温度100℃-120℃，直至烘干为止，烘干后的固体料应疏松且软；按要制备催化剂重量称取所需的氧化铝，称取要制备催化剂重量6-10％的石墨，分别加入烘干并冷却的固体物中，在粉碎机中粉碎到粒径为80-130目；将粉碎好的粉状物在预压机中压紧后，移至造粒机中造粒，制成1mm-1.5mm的颗粒待用；将制成的1mm-1.5mm的颗粒物移到yh-20型...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘崇莲，
申请(专利权)人：刘崇莲，
类型：发明
国别省市：
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