催化分解一氧化氮的方法

2023-05-03 20:54:51 2

專利名稱：催化分解一氧化氮的方法
技術領域：
本發明涉及一種一氧化氮直接催化分解的方法。
背景技術：
一氧化氮作為一種有害氣體對大氣造成極大的汙染，如形成光化學煙霧、破壞臭氧層等，同時也嚴重危害人類的身體健康。所以，有效地消除一氧化氮就成為環境保護中巨大的挑戰之一。在過去的幾十年中，探索了很多消除一氧化氮方法，並取得了非常好的效果。在眾多方法中，催化法消除一氧化氮被認為是最有前景的方法之一，而一氧化氮直接催化分解法是最為理想的一種途徑。這種方法不需要任何還原劑，理論的最終產物只有氧氣和氮氣，對環境沒有任何汙染。NO直接催化分解催化劑中，銅離子交換的ZSM-5分子篩催化劑最好。但是，該催化劑在高空速下催化活性不高，而且抗O2和SO2中毒性能較差，而催化劑的水熱穩定性差是Cu-ZSM-5催化劑實際應用中最大的問題。所以，目前NO直接催化分解的關鍵技術是開發活性、選擇性高，穩定性好，耐毒能力強的催化劑，尋找新的催化材料。
自從1973年Levy和Boudart在Science(1973，181547)上報導碳化鎢具有類貴金屬的催化特性以來，過渡金屬碳化物作為一種新型的催化材料受到研究者的廣泛關注。近年來的研究發現，過渡金屬碳化物對許多反應都展示了很好的活性，例如加氫脫氮(HDN)、加氫脫硫(HDS)的反應，而且對H2O、SO2有抗中毒作用。

發明內容
本發明的目的在於提供一種一氧化氮在較寬的溫度範圍內直接催化分解的方法。
一種一氧化氮直接催化分解的方法，其特徵在於使用碳化鉬或者負載型碳化鉬作為催化劑，負載型催化劑的載體為γ-Al2O3，在反應溫度300-700℃下，催化分解濃度為500-1000ppm的一氧化氮。
本發明所使用的負載型碳化鉬催化劑，碳化鉬與γ-Al2O3的質量比為0.03-0.20∶1。
本發明與傳統催化劑和現有技術比較具有以下優點1、催化劑成本低廉，製備方法簡單易掌握；2、反應溫度範圍寬，在100-700℃都有活性；3、完全消除一氧化氮的溫度較低。
具體實施例方式實施例1由(NH4)6Mo7O24·4H2O粉末500℃分解3h製得MoO3。取0.15gMoO3，將C2H6/H2(C2H6∶H2＝1∶9v/v)混合氣以100ml/min的流速通入反應器中，以10℃/min的升溫速率從室溫升到127℃，保持30min，再以1℃/min的升溫速率升到627℃，保持此溫度，碳化2h製得碳化鉬。在微型管式反應器中放入0.1克碳化鉬通入含1000ppm NO的He氣，氣體總流速為50ml/min。催化劑的催化反應性能數據如下

實施例2用計算量體積的0.2M(NH4)6Mo7O24·4H2O水溶液浸漬γ-Al2O3載體，120℃乾燥12h，500℃焙燒4h，得到25wt％MoO3/γ-Al2O3。將0.108g 25wt％MoO3/γ-Al2O3直接碳化製得19wt％Mo2C/γ-Al2O3。碳化過程同實施例1，稱取0.1克催化劑，於1000ppm NO(氣體流速為50ml/min)直接催化分解結果如下

實施例3同實施例2由0.105g 12.5wt％MoO3/γ-Al2O3製得9.2wt％Mo2C/γ-Al2O3。稱取0.1克催化劑，於1000ppm NO(氣體流速為50ml/min)的直接催化分解結果如下

實施例4同實施例2由0.102g 5wt％MoO3/γ-Al2O3製得3.6wt％Mo2C/γ-Al2O3。稱取0.1克催化劑，於1000ppm NO(氣體流速為50ml/min)的直接催化分解結果如下

實施例5將實施例1製得的0.1g碳化鉬於500ppm NO(氣體流速為50ml/min)的直接催化分解反應中，可在300℃將NO完全消除，具體結果如下

權利要求
1.一種一氧化氮直接催化分解的方法，其特徵在於使用碳化鉬或者負載型碳化鉬作為催化劑，負載型催化劑的載體為γ-Al2O3，在反應溫度300-700℃下，催化分解濃度為500-1000ppm的一氧化氮。
2.如權利要求1所說的方法，其特徵在於使用的負載型碳化鉬催化劑，碳化鉬與γ-Al2O3的質量比為0.03-0.20∶1。
全文摘要
本發明公開了一種一氧化氮直接催化分解的方法。本發明使用碳化鉬或者負載型碳化鉬為催化劑，對於500－1000ppm的一氧化氮，在300－700℃可以直接催化分解。該方法的主要特點是催化劑成本低廉，反應溫度範圍寬，可以在較低溫度下將一氧化氮完全消除。
文檔編號B01J27/20GK1781582SQ20041009757
公開日2006年6月7日 申請日期2004年11月30日 優先權日2004年11月30日
發明者李樹本, 王嘉欣, 季生福, 醜凌軍, 張兵, 楊建 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所