N₂O的分解方法，用於該方法的催化劑以及該催化劑的製備的製作方法

2023-12-04 16:20:46 1

專利名稱：N2O的分解方法，用於該方法的催化劑以及該催化劑的製備的製作方法
技術領域：
本發明涉及催化分解含N2O的氣體中的N2O的方法。本發明還涉及用於該方法的 催化劑，以及這一催化劑的製備。
背景技術：
氧化二氮或笑氣(N2O)顯著地促進溫室效應並且具有高的全球變暖潛力(一個分 子促進溫室效應的程度相當於一個CO2分子)。在過去幾年中，已提出政策來減少溫室氣 體的排放。已鑑定了各種重要的N2O排放源農業、尼龍前體的工業製備(己二酸和己內醯 胺)、硝酸的製備和裝備有三效催化轉換器的機動車輛。可以使用各種催化的和非催化的技術使笑氣變得無害。已知的各種催化劑是，例 如將N2O催化分解或轉化成N2和O2 (例如JP專利申請號Hei-06-154611，其中描述了基於 具有過渡金屬和貴金屬的載體的催化劑)。然而，利用根據現有技術的催化劑的這一反應受 到氧和水的存在的嚴重妨礙，這在幾乎來自所有上述N2O源的尾氣中發生。有前景的替代方案是選擇性催化還原。從文獻中已知的各種催化劑藉助於還原劑 如烯烴類(CnH2n)、醇或氨將N2O進行轉化。基於技術和經濟考慮，添加飽和烴類(CnH2n+2)到 所述還原劑中將是優選的。關於這一點，天然氣(CH4)和LPG(C3H8和C4Hltl的混合物)尤其 是優選的。使用能夠藉助於烴類還原N2O的催化劑的方法的缺點在於必須引入用於烴類的額 外設施並且可能排出烴類和/或Co。從環境方面考慮，經常要使用額外的催化劑來避免烴 類的排放。WO 2004009220描述了 NOx的催化還原，但是這一公開內容沒有提供N2O的催化分
解方法。用於分解N2O的許多已知催化劑的缺點在於這些催化劑經常是不穩定的和/或由 於氣體如NOx (NO、NO2, N2O3 (χ = 3/2)等)、O2和H2O的存在而被鈍化。然而，在實際情況中 (例如將來自煙道氣的N2O分解)，這些氣體幾乎總是存在的。發明概述因此，本發明的目的是提供N2O的催化分解方法，其中上述缺點完全地或部分地得 到消除。本發明的另一個目的是提供用於這一方法的催化劑，以及這一催化劑的製備方法。
令人驚奇地發現，根據本發明的催化劑即使在低溫下也實現N2O的良好轉化，在分 解反應(N2O分解成N2和O2)期間是穩定的並且如果其它的氣體(如NO、NO2, N2O3等、O2和 H2O)也存在於含N2O的氣體中，也能實現良好的轉化且具有良好的穩定性。此外，有利的是， 沒有必要將烴類添加到含N2O的氣體中。因此，這些催化劑特別適合用於分解N20。 本發明涉及在催化劑的存在下催化分解含N2O的氣體中的N2O的方法，其中該催
3化劑包括已負載有第一金屬和第二金屬的沸石，該第一金屬選自貴金屬釕、銠、銀、錸、鋨、 銥、鉬和金，優選釕、銠、鋨和銥，該第二金屬選自過渡金屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅，並且 其中用所述金屬對所述沸石的負載通過首先用所述貴金屬然後用所述過渡金屬負載來完 成。本發明還提供用於催化分解含N2O的氣體中的N2O的催化劑的製備方法，其中該催 化劑包括沸石，所述沸石首先用第一金屬負載，然後用第二金屬負載，該第一金屬選自貴金 屬釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉬和金，該第二金屬選自過渡金屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅。本發明另外還提供可以根據這一方法獲得的催化劑，所述催化劑例如包含 0. 00001-4% (m/m)的所述第一金屬和0. 1-10% (m/m)的所述第二金屬，以及還提供這一催 化劑用於分解N2O的用途。
具體實施例方式含N2O的氣體可以是，例如來自硝酸合成的尾氣或例如，在尼龍前體製備期間釋放 的尾氣。該氣體也可以包含氧氣和/或水。與根據現有技術的大多數催化劑相反，根據本 發明的催化劑在氧氣、水或兩者都存在的情況下喪失很少或者幾乎不喪失活性。如果水以 高達大約5-10% (V/V)(體積百分數；體積百分數與該含N2O的氣體的體積(包括任何所存 在的Ν0χ、02*Η20等的體積)相關)的量存在，這尤其適用。可以存在高達大約20%，例如 0. 5-20% (V/V)的氧氣。也可以存在NOx，例如存在大約10ppm-5%的NOx，例如IOppm-I% (V/V)的N0X。因此，在一個實施方案中，本發明針對一種方法，其中該含N2O的氣體還包含 氧氣和/或水，以及一種方法，其中該含N2O的氣體還包含一種或多種選自氧氣、水和NOx的 氣體(例如所有三種氣體與N2O—起存在)。因此，在本發明上下文中，含N2O的氣體是指 該氣體在任何情況下包含N2O並且還可以包含其它氣體，如Ν2、Ν0χ、Η20、02等。如本領域技 術人員已知的那樣，可以讓這一氣體(或氣體混合物)與催化劑接觸。「含N2O的氣體中的 N2O的分解」是指存在於該氣體中的N2O在任何情況下部分地被分解(藉助於根據本發明的 催化劑)而產生N2和O20更具體地說，本發明針對含N2O的氣體中的N2O的催化分解方法，其包括-提供催化劑，其中該催化劑包括已負載有第一金屬和第二金屬的沸石，該第一金 屬選自貴金屬釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉬和金，該第二金屬選自過渡金屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、 鎳和銅。_提供含N2O的氣體，並讓該含N2O的氣體通過包含該催化劑的室，其中如果需要 的話，加熱該室、含N2O的氣體或者將兩者均加熱。該含N2O的氣體與根據本發明的催化劑接觸並且N2O在分解反應中至少部分地分 解。在該反應期間，如果需要的話，有可能加熱到N2O能發生(完全或部分)分解的溫度； 然而，該含N2O的氣體(作為尾氣)可以已具有所需的溫度或被冷卻到所需的溫度。如本 領域技術人員已知的那樣，該室例如是反應器(室)、反應管或任何其它其中該含N2O的氣 體可以與本發明的催化劑接觸的空間。優選地，如本領域普通技術人員已知的那樣，該室是 經設計用來分解N2O的反應器。在本發明的描述中，NOx定義為其中χ大於或等於1的氧化氮，如NO、N02、N2O3等。 因此，N2O (笑氣)不應理解為包括在這一術語中。NO通常與其它其中χ大於1的氮的氧化物之間存在平衡。發現根據本發明的催化劑特別適合於分解來自含N2O的氣體的N2O,而穩 定性不會受到可能存在的而、而2等(NOx)的影響。因此，在一個實施方案中，本發明還提供 一種方法，其中該含N2O的氣體還包含NOx，其中χ等於或大於1，例如χ = 1、3/2、2等。當 然，該氣體也可以包含這些NOx化合物的組合。因此，在一個實施方案中，該含N2O的氣體至 少包含N2O和NOx。本發明尤其針對N2O的分解，其中該含N2O的氣體基本不包含任何烴類。基於含 N2O的氣體的總量，該含N2O的氣體優選包含小於200ppm，更優選小於50ppm，甚至更優選小 於20ppm的烴類，或者基於該含N2O的氣體中的N2O的量，包含例如小於5% (V/V)，優選小 於3% (V/V)，更優選小於(V/V)的烴類。更具體地說，該氣體基本不包含CnH2n+2 (其中 η優選選自1-4，並包括所有的同分異構體)。催化分解含N2O的氣體中的N2O的方法的工藝條件將取決於應用。本領域技術人員 通常會選擇催化劑體積、氣體速度、溫度、壓力等以獲得最好的轉化結果。在該含N2O的氣體 的N2O含量為大約IOOppm或更多，例如大約100-100，OOOppm的情況下獲得良好的結果。在 實際條件下，N2O的量相對於該含N2O的氣體通常為大約100和3000ppm之間。該含N2O的氣 體優選以大約200-200，OOOh—1，優選1000-100，OOOtT1的氣體空速(GHSV ；氣時空速)進料， 其中這一值與所使用的催化劑體積相關。該含N2O的氣體的壓力將取決於應用並可以是，例 如大約l_50bar(bar atmosphere :bara)，優選大約l_25bar。該方法可以在較低的溫度下 應用。N2O的轉化從大約300°C發生。幾乎完全的轉化可以在大約375°C下發生，這取決於 條件，如氣體空速、體積和催化劑負載量等。優選地，應用其中反應溫度為300°C到600°C， 更優先350°C到500°C，甚至更優選為大約375到475°C的方法。在又一個實施方案中，反應 溫度為大約300°C到450°C，更加優選為大約350°C到425°C，甚至更優選低於400°C，該含 N2O的氣體以大約200-20，OOOtT1，優選1000-15，OOOtT1，甚至更優選大約6000-10，OOOtT1的 氣體空速(GHSV;氣時空速)進料，其中這一值與所使用的催化劑體積相關。根據本發明的方法可以尤其用於將例如由備用發電機、氣體發動機、硝酸製備裝 置排出的N2O,在己內醯胺製備、流化床中的煤炭燃燒期間排出的N2O等進行催化還原。因 此，本發明也針對根據本發明的催化劑用於例如催化分解隊0的用途。根據本發明的方法也 可以與用於除去NOx的催化劑結合起來使用，該NOx例如也是在硝酸工業製備期間排出的。在根據本發明的方法中所使用的沸石是，例如本領域技術人員已知的以下沸 石，以它們的簡稱來表示(例如 Atlas or zeolite frameworktypes, Ch. Baerlocher, W. Μ. Meier, D. H. Olson,2001, Elsevier Science, ISBN :0-444-50701_9) :ABW、AC0、ΑΕΙ、 AEL, AEN、AET, AFG, AFI、AFN、AFO, AFR、AFS, AFT、AFX、AFY, AHT, ANA、APC, APD, AST、ASV, ATN、ΑΤ0、ATS、ATT、ATV, AffO, Affff、BCT, ΒΕΑ、BEC, BIK、BOG、BPH、BRE, CAN、CAS、CFI、CGF, CGS, CHA、-CHI、-CLO, CON、CZP、DAC, DDR、DFO, DFT、D0H、DON、EAB, EDI、EMT、EPI、ERI、ESV、 ETR、EUO, FAU, FER、FRA, GIS、GME, G0N、G00、HEU, IFR、ISV, ITE、ITH、ITW、IffR, Iffff、JBW、 KFI、LAU, LEV、LI0、LOS、LOV, LTA, LTL, LTN、MAZ, MEI、MEL、MEP, MER、MFI、MFS、Μ0Ν、M0R、 MSO, MTF, MTN、MTT, MTW、MWW、NAB、NAT、NES, Ν0Ν、NPO, OFF、0SI、0S0、-PAR、PAU、PHI、PON、 RHO, -RON、RSN、RTE, RTH、RUT、RffY, SAO、SAS, SAT、SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH、 SFN、SGT、SOD、SSY、STF、STI、STT、TER、THO, TON、TSC、UEI、UFI、U0Z、USI、VET、VFI、VNI、 VSV、WEI、-WEN、YUG、Z0N。也可以使用(負載的)沸石的組合。
優選使用基於矽和鋁的沸石，其中Si/Al比例為2-60，優選2. 5_30。例如，當沸石 選自FAU、FER、CHA, MOR、MFI、ΒΕΑ、EMT、CON BOG和ITQ-7時，會獲得良好的結果。在一個 優選實施方案中，本發明針對一種方法，其中沸石選自FER、CHA、M0R和ΒΕΑ。尤其優選的是 FER、CHA和ΒΕΑ，甚至更優選的是FER和ΒΕΑ。尤其是BEA在本發明的N2O分解方法中顯示 令人驚奇的高的穩定性。如本領域普通技術人員已知的那樣，部分沸石骨架離子可以被其它離子如Fe、Ti 等取代。例如，不高於大約5摩爾％的Si或Al可以被Fe或Ti、或其它離子如Ga或Ge、 或這些離子中的兩種或更多種的結合物取代。如本領域普通技術人員已知的那樣，骨架離 子的這種取代可以通過用Fe或Ti (或其它離子)取代在起始材料中的部分「骨架離子」來 進行。如果需要的話，在沸石的合成之後或在隨後的用第一和第二金屬負載之後可以對該 沸石進行蒸汽處理，以使部分的骨架金屬作為催化活性位點存在於細孔內是可獲得的。用 這樣一種方法，具有Fe作為骨架離子的Co-Rh-BEA或Ni-Ru-MFI可以例如分別轉變成Fe， Co-Rh-BEA 或 Fe，Ni-Ru-MFI。在又一個優選實施方案中，使用沸石如FER、CHA和MFI (ZSM-5)，該沸石具有相對 小的通道並且不具有過大的環如12-元環。在這個實施方案中的沸石可以具有4、5、6、8或 10元環(或它們的結合)。在一個變體實施方案中，本發明針對一種方法和一種催化劑，其 中第二金屬是三價金屬如鐵(FeIII)並且其中沸石選自具有4、5、6、8或10元環(或它們 的結合)但是不具有超過10元的環的沸石。在另一種個變體實施方案中，本發明針對一種 方法和一種催化劑，其中第二金屬是二價金屬如鈷(CoII)並且其中沸石選自具有4、5、6、 8、10或12元環(或它們的結合)的沸石並且其中該沸石至少包含10或12元的環(或兩 者都有)。製備根據本發明的催化劑有多種方法。可以藉助於為本領域技術人員所知的那些 方法來負載沸石，例如藉助於溼浸漬(含(溶解的)鹽的液體的體積大於沸石的孔體積) 和孔體積浸漬(「幹浸漬」或「初步潤溼」含(部分溶解的)鹽的液體的體積等於沸石的 孔體積)或經由離子交換(在液相中的交換，其中待交換的金屬在任何情況下至少部分地 以離子(或絡合的離子)溶於液相中)；和其中如本領域技術人員已知的那樣，在含待交換 的離子的液體中攪拌沸石)或藉助於化學汽相沉積(CVD)。優選地，使用將含N2O的氣體中 的N2O催化分解的方法，其中通過離子交換或浸漬用第一金屬負載用於這一分解的沸石接 著用第二金屬負載並且就如此使用，或在可能的其它步驟如乾燥、篩分和/或焙燒後施加 到載體等上以用於將含N2O的氣體中的N2O催化分解。在一個優選實施方案中，使用其中通 過離子交換用第一金屬負載沸石的方法。這同樣適用於第二金屬。因此，優選地，使用其中通過離子交換或浸漬用第二金屬 負載沸石的方法；在一個實施方案中，使用通過離子交換用第二金屬負載沸石的方法。在一 個特定實施方案中，使用這樣一種將含N2O的氣體中的N2O催化分解的方法，即其中通過離 子交換(按順序)用第一金屬和第二金屬負載沸石。這樣產生良好的分解值。在本發明中，金屬用於意指本領域技術人員已知的作為金屬的元素(例如將元素 周期表(IUPAC表)中第3-12族的金屬用於本發明)。在本發明中，過渡金屬是來自元素周 期表(IUPAC表)中第3-12族，亦即第Ib、IIb-VIIb和VIII族的金屬。第二金屬用來指不 同時也是貴金屬的那些過渡金屬。貴金屬是金屬如、他、？(^8、徹、08、11~、？丨和411。在本
6發明中，使用Ru、Rh、Ag、Re、Os、Ir、Pt和Au，優選使用Ru、Rh、Os和Ir (第8和9族貴金 屬)。當負載沸石時，通常使用在溶液中的鹽(離子交換)，其中金屬以離子形式存在(通 常在水中)；或者使用溶液(溼浸漬或孔體積浸漬(初步潤溼)，其中金屬以溶液中的離子 和/或以鹽化合物中的離子存在。因為優選使用離子交換(在液相中)或孔體積浸漬，所 以在製備之後和在焙燒之前，催化劑通常包括其中金屬以離子形式存在(並與Al配位)的 沸石。在焙燒之後和/或在進行根據本發明的方法同時，一些以離子形式的金屬在交換位 置會轉變成氧化物和/或轉變成金屬，例如通過聚集產生顆粒。沸石與金屬交換的這一行 為是本領域技術人員已知的。在本發明中，金屬因此也用來指金屬離子，並且例如，在負載 (將金屬施加到)沸石之後，金屬可以另外還包括金屬氧化物或金屬鹽(例如氯化物、氧氯 化物、硝酸鹽、硫酸鹽等)。在一個實施方案中，使用一種方法，其中通過離子交換用第一金屬負載沸石。這樣 可以產生一種沸石，其中2-50%的Al已被第一金屬配位；更優選大約5-40%的Al已被第 一金屬配位。這可以藉助於，例如IR技術等來測定。因此，例如，活化沸石的橋連OH伸縮 振動(大約3600cm-1，這取決於沸石的類型和測量溫度)的積分強度可以與負載有所選金 屬的相同沸石進行比較。該積分強度與沸石中鋁的濃度相關。由於與所選金屬發生交換， 積分強度減小，且強度的差異(交換之前/之後)是與鋁配位的金屬的量。在負載沸石之後，通常將該沸石乾燥。然後可以將它焙燒。也可以還原(在還原氣 氛中加熱)或在惰性氣氛中活化(在惰性氣氛中加熱)而代替焙燒(在空氣、氧氣中加熱)。 此類過程以「後改性」過程為本領域技術人員所知。焙燒通常在空氣中在例如400-550°C下 進行。還原可以用氫氣在例如300-500°C下進行。惰性活化可以藉助於氮氣、氬氣、氦氣等 在例如大約300-550°C下進行。這些過程通常要花費數小時。如果使用其中第一金屬選自釕、銠、鋨和銥的方法，則獲得良好的分解結果。在另 一個實施方案中，使用其中第二金屬選自鐵、鈷和鎳的沸石。優選地，使用一種將含N2O的 氣體中的N2O催化分解的方法，其中第一金屬選自釕、銠、鋨和銥並且其中第二金屬選自鐵、 鈷和鎳。在一個優選實施方案中，提供用於N2O分解的方法和催化劑，其中該催化劑包括沸 石並且其中該沸石選自FAU、FER、CHA、M0R、MFI、BEA、EMT、C0N、B0G和ITQ-7。優選的第一 金屬選自釕、銠、鋨和銥。具體的優選的實施方案包括根據本發明的方法和根據本發明的催化劑，其中第二 金屬是Fe並且沸石是FER，或其中第二金屬是Co並且沸石是M0R。在另一個優選實施方案 中，本發明包括一種方法和催化劑，其中第二金屬是Co並且沸石是FER，例如Co-Rh-FER， 或其中第二金屬是Fe並且沸石是M0R，例如Fe-Rh-MOR。因此，本發明也針對一種方法和 一種催化劑，其中負載有金屬的沸石選自Fe-Rh-FER、Fe_Ir_FER、Fe_Ru_FER、Co-Rh-MOR、 Co-Ir-MOR、Co-Ru-M0R、Fe-Rh-M0R、Fe_Ir_M0R、Fe-Ru_M0R、Co-Rh-FER、Co-Ir-FER 禾口 Co-Ru-FER。其它優選的催化劑是 Fe-Rh-BEA、Fe-Ir-BEA、Fe-Ru-BEA、Co-Rh-BEA、Co-Ir-BEA 和 Co-Ru-BEA。根據本發明的催化劑優選包括含有大約0.00001-4 % (m/m)的第一金屬 (0. 00001% (m/m)是1 Oppm)和大約0.1-10% (m/m)的第二金屬的沸石。更優選地，沸石 包含大約0. 01到0. 5% (m/m)，更優選0. 1-0. 5% (m/m)的第一金屬和大約0. 5到4% (m/ m)，更優選1-4% (m/m)的第二金屬。當然，也可以使用「第一」金屬的組合以及「第二」金
7屬的組合等，例如Fe-Ir，Ru-FER,Co, Ni-Ir-MOR 和 Co，Ni-Rh, Os-MOR 等。同樣地，第一和 第二負載不排除一個或多個隨後的負載。根據本發明的催化劑優選僅包括沸石。在另一個實施方案中，催化劑包括沸石和 大量載體，如本領域技術人員已知的那樣，例如0. 1-50% (m/m)的勃姆石，例如呈粒料形式 或以整塊應用的形式。金屬的量(第一金屬和第二金屬)與沸石的量有關；該金屬存在於 該沸石之上和其中。已知的鹽，如易溶的硝酸鹽用於離子交換。所使用的沸石可以是，例如，H、Na、K或 NH4形式的沸石，例如NH4-MOR或H-FAU等。交換所持續的時間如此之長(或經常如此)以 至於大約0.00001-4% (m/m)的第一金屬存在於沸石中。也可以以其它方法(孔體積浸漬 等)負載沸石。然後，優選濾出、洗滌和任選地乾燥沸石。然後用0.1-10% (m/m)的第二 金屬負載沸石。這可以通過離子交換(在液相中)或通過孔體積浸漬(初步潤溼技術)等 (參見上面)來進行。然後，如果需要的話乾燥和焙燒該沸石。除了上述能夠證實對於第一金屬已達到優選所需的交換百分率的IR技術之外， 根據本發明應用的方法的優點也可以按其它方式確定例如使用電子顯微技術或CO化學吸 附測定。用這種手段，可以繪製作為序列函數的貴金屬的最終分散圖。在CO化學吸附的情 況下，例如，待結合的CO的量是貴金屬分散的測量尺度。可通過本發明的製備方法獲得的本發明的催化劑包括已負載第一金屬和第二金 屬的沸石，該第一金屬選自貴金屬釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉬和金，該第二金屬選自過渡金 屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅。在一個優選實施方案中，本發明的催化劑由沸石構成，即本發 明的催化劑是根據本發明製備的沸石(任選地提供到載體上)。優選的沸石選自FAU、FER、 CHA、M0R、MFI、BEA、EMT、C0N、B0G 禾口 ITQ-7，尤其是 FER、CHA 和 ΒΕΑ。優選的第一金屬選自 釕、銠、鋨和銥，甚至更優選的是Ru、Rh和Ir。在另一個實施方案中，本發明的催化劑可以進 一步包括其它催化劑，例如適合於分解N2O的其它催化劑和/或適合於分解NOx的催化劑。與現有技術的催化劑(其中例如首先將過渡金屬離子引入沸石中然後再引入貴 金屬)相反，本發明的催化劑包括其中大約2-50%的Al被第一金屬配位的沸石。本發明 的催化劑(即沸石)的另一個重要區別在於該沸石的沸石顆粒整體具有相對固定的第一 金屬濃度並且不同的沸石顆粒具有均勻的濃度。第一金屬在沸石顆粒(例如直徑大約為 0. l_5mm的受壓沸石顆粒)中的濃度可以在顆粒內的不同位置(局部濃度)測量(例如通 過SEM/EDX)，從而提供平均第一金屬濃度。因此，本文的術語「局部」濃度是指通過SEM/EDX 在沸石顆粒的一個點處測量的濃度，優選其中掃描解析度大約為0. 5-5 μ m2，優選掃描分辨 率大約為0. 1-1 μ m2。本文中沸石具有平均(第一)金屬濃度是指例如沸石晶體(例如大 約0. 1-10 μ m)、沸石(本體)粉末(例如由此類晶體構成)、受壓顆粒等的本體(或平均) 濃度。局部濃度的許多測量值可用來計算平均金屬濃度。例如，在大約0.1-1 μ m2的一個 點處測定濃度，轉移(例如以離第一點幾μπι的距離)到沸石粉末中的另一個點或沸石晶 體中的另一個點，並測定第二局部濃度等。將所測量的局部(第一)金屬濃度取平均而提 供平均(第一)金屬濃度。很明顯根據本發明的製備方法提供的沸石催化劑是一種沸石， 其中局部第一金屬濃度有利地具有不大於平均第一金屬濃度的50%，優選不大於30 %，更 優選不大於20%的濃度偏差。因此，提供了一種具有平均第一金屬濃度的沸石，且其中任何 局部第一金屬濃度可以具有不大於該平均第一金屬濃度的50 %的濃度偏差。第一金屬的令人驚奇的均勻的分布可以為本發明催化劑提供良好的N2O分解結果；在選擇相反負載順序 的情況下，導致較低的N2O轉化。實施例試驗設備N20(和任何NOx)的催化分解在半自動試驗裝備中研究。使用所謂的質量流量控 制器(MFC)供應氣體並通過用來校正溫度的飽和器添加水。將管線加熱到130°C以抑制 冷凝。對於該實驗，將內徑為0.6到Icm的石英反應器放入烘箱中。將催化劑篩分部分 (0. 25-0. 5mm)放於石英網上。通過使用裝備有9100型氣體分析器的已校準BomenMBlOO傅 裡葉變換紅外(FTIR)光譜分析儀或者藉助於Perkin ElmerGC-TCD，對氣相進行定量分析。 實施例中的載氣(其餘部分)是N2。實施例1 負載的沸石的製備所製備的催化劑
權利要求
1.在催化劑的存在下催化分解含N2O的氣體中的N2O的方法，其中，所述催化劑包括已 負載有第一金屬和第二金屬的沸石，所述第一金屬選自貴金屬釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉬和 金，所述第二金屬選自過渡金屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅，其中，用所述金屬對所述沸石的 負載通過首先用所述貴金屬然後用所述過渡金屬負載所述沸石來完成，並且其中，所述沸 石選自FER、CHA和BEA，和所述第一金屬包括鉬，所述第二金屬包括鐵，以及所述沸石包括 BEA0
2.根據權利要求1所述的方法，其中，通過離子交換用所述第一金屬負載所述沸石。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述沸石包含0.00001-4%(m/m)的所述第一金 屬和0. 1-10% (m/m)的所述第二金屬。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述沸石包含0.1-0.5% (m/m)的所述第一金屬 和1-4% (m/m)的所述第二金屬。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含N2O的氣體還包含氧、或水、或氧與水二者ο
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含N2O的氣體基本不包含烴類。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含N2O的氣體包含低於50ppm的烴類。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含N2O的氣體還包含NOx，其中χ等於或大於1。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，還使用用於除去NOx的催化劑。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述含N2O的氣體通過包含所述催化劑的室， 其中任選地加熱所述室、所述氣體或將兩者均加熱。
11.用於催化分解含N2O氣體中的N2O的催化劑的製備方法，其中，所述催化劑包括沸 石，並且所述沸石首先用第一金屬負載然後用第二金屬負載，所述第一金屬選自貴金屬 釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉬和金，所述第二金屬選自過渡金屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅，其中 所述第一金屬包括鉬，所述第二金屬包括鐵，以及所述沸石包括ΒΕΑ。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，通過離子交換法用所述第一金屬負載所述沸石。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，所述沸石包含0.00001-4%(m/m)的所述第一 金屬和0. 1-10% (m/m)的所述第二金屬。
14.包括沸石的催化劑，其中，所述沸石負載有第一金屬和第二金屬，所述第一金屬選 自貴金屬釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉬和金，所述第二金屬選自過渡金屬釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳 和銅，其中所述沸石選自FER、CHA和BEA，和所述第一金屬包括鉬，所述第二金屬包括鐵，以 及所述沸石包括ΒΕΑ。
15.根據權利要求13或14所述的催化劑，其中，所述催化劑包括基於Si和Al的沸石 並且其中2-50%的Al已被所述第一金屬配位。
16.根據權利要求13或14所述的催化劑，其中，所述沸石具有平均第一金屬濃度，並且 其中任何局部的第一金屬濃度具有不大於所述平均第一金屬濃度的50%的濃度偏差。
全文摘要
本發明涉及在催化劑的存在下催化分解含N2O的氣體中的N2O的方法，其中，所述催化劑包括已負載有第一金屬和第二金屬的沸石，所述第一金屬選自貴金屬釕、銠、銀、錸、鋨、銥、鉑和金，所述第二金屬選自過渡金屬鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅，並且其中用所述金屬對所述沸石的負載通過首先用所述貴金屬然後用所述過渡金屬負載所述沸石來完成；本發明還涉及用於所述方法的催化劑和所述催化劑的製備方法。
文檔編號B01J29/076GK102091531SQ20101062311
公開日2011年6月15日 申請日期2005年5月17日 優先權日2004年5月17日
發明者約翰尼斯·阿盧伊休斯·扎哈裡亞斯·彼得斯, 魯道夫·威廉·范登布林克 申請人:荷蘭能源建設基金中心