專利名稱：催化分解氮氧化物的催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化分解氮氧化物的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氮氧化物是主要的大氣污染物之一，它能夠造成光化學(xué)煙霧、酸雨、酸沉積及同溫層臭氧損耗。NO對人體有直接傷害，它能與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合形成正鐵血紅蛋白，使紅細(xì)胞失去攜氧能力，使人體缺氧。NO對呼吸道有刺激作用，長期接觸易使人患肺氣腫、支氣管炎等病癥。目前消除氮氧化物的方法主要為催化還原和催化直接分解；催化還原分解的方法需要在烴類，氨等還原劑存在下進(jìn)行，受還原氣的制約；而氮氧化物直接分解是凈化氮氧化物的最簡便、最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。
目前，催化NO直接分解的催化劑以貴金屬、金屬交換的分子篩及金屬氧化物為主。貴金屬催化劑主要有Pt、Pd、Rh、Ir等，載體包括氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、氧化鈦以及氧化鋅等，貴金屬系列催化劑活性高，低溫活性好，抗S中毒能力和水蒸氣失活能力強(qiáng)，但其操作溫度范圍太窄，產(chǎn)物中有明顯的N2O生成。在金屬離子交換的分子篩中，Cu-ZSM-5催化劑與傳統(tǒng)催化劑相比，具有較高的催化活性。但是，分子篩催化劑在高溫與水蒸氣會造成其活性降低，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。近年來，較多的研究表明鈣鈦礦和類鈣鈦礦無論是在NO直接分解還是富氧條件下的分解均具有良好的催化活性。Ishihara等人2003年通過對La(Ba)Mn(In)O3系列催化劑的研究發(fā)現(xiàn)La0.7Ba0.3Mn0.8In0.2O3即使在有氧條件下依然對NO分解具有較高的活性(NO轉(zhuǎn)化率為96.8％，反應(yīng)溫度為800℃，接觸時間為3.0g s cm-3)。1990年Yasuda和Misono首次報(bào)道了具有A2BO4結(jié)構(gòu)的類鈣鈦礦型氧化物L(fēng)a2-xA’xCu1-yB’yO4系列催化劑上的NO分解活性。趙震及朱君江等人也考察了La2-xSrxNiO4系列催化劑在不同條件下催化NO分解的活性及NO分解的機(jī)理。但這些復(fù)合氧化物對NO分解的催化效率還相對較低，因此，研制在有/無氧條件下催化氮氧化物直接分解的催化劑具有重要實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在有氧和無氧條件下催化直接分解氮氧化物的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種催化分解氮氧化物的催化劑，其分子式為La2-xBaxNiO4，其中x＝0-1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8-2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的物質(zhì)的量為0-1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1。
上述的催化分解氮氧化物的催化劑的制備方法，所述的催化劑為以La、Ni、Ba三種元素為主體的復(fù)合氧化物為催化劑，分子式為La2-xBaxNiO4，其中x＝0-1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，按物質(zhì)的量份數(shù)稱取硝酸鑭0.8-2，硝酸鋇或乙酸鋇0-1.2，硝酸鎳1，加入水中，攪拌溶解，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5-2倍的檸檬酸固體，攪拌20-40分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500-600℃焙燒1-2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，850-950℃焙燒4-6小時，即得催化劑。
一種催化分解氮氧化物的催化劑在有氧或無氧條件下催化直接分解氮氧化合物方面的應(yīng)用。
上述的催化分解氮氧化物的催化劑在有氧或無氧條件下催化直接分解氮氧化合物的應(yīng)用，所述的催化劑La2-xBaxNiO4在無氧條件下催化直接分解氮氧化物的溫度范圍為700-850℃，氮氧化物的體積百分濃度為1-10％，反應(yīng)空速范圍為0.3-1.2gs/cm-3。
上述的催化分解氮氧化物的催化劑在有氧或無氧條件下催化直接分解氮氧化合物的應(yīng)用，所述的催化劑La2-xBaxNiO4在有氧條件下催化直接分解氮氧化物的溫度范圍是700-850℃，氮氧化物的體積百分濃度為1-10％，氧氣的體積百分濃度為2-8％，反應(yīng)空速范圍為0.3-1.2gs/cm-3。
這個技術(shù)方案有以下有益效果1.由于以La2NiO4為主體的催化劑對于直接分解氮氧化物具有較高的活性，所以本發(fā)明選擇以LaNiO為主體，本發(fā)明制備的催化劑，當(dāng)x＝0.8時，催化活性最好，在無氧條件下，氮氧化物生成氮?dú)獾挠行мD(zhuǎn)化率為98.28％；在有氧條件下，氧氣的體積百分濃度為2％，4％，8％時，氮氧化物生成氮?dú)獾挠行мD(zhuǎn)化率分別為80.06％，75.46％，53.30％。
2.本發(fā)明催化劑，原料組成元素價格低廉，成本低，在無氧和有氧條件下，高溫時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，高活性時的催化壽命較長，連續(xù)使用48小時，未見活性降低。
3.本發(fā)明催化劑重復(fù)使用也未見活性下降，與其他分解氮氧化物的催化劑相比，抗氧化性強(qiáng)，可以有效分解高濃度，高空速的氮氧化物，產(chǎn)物氮?dú)獾倪x擇性高，產(chǎn)物中沒有N2O生成，穩(wěn)定性好，使用壽命長，可以作為高效直接分解氮氧化物的替代催化劑。
本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的物質(zhì)的量0.1，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，本申請中所述的“物質(zhì)的量”為該物質(zhì)的摩爾量，例如硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8是指0.8摩爾的硝酸鑭，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)的量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，通過蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，蒸干后繼續(xù)加熱使發(fā)生爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.8Ba0.2NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為7.05％或21.42％或39.40％或55.54％。(理論值為100％)。
實(shí)施例2實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.4，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的物質(zhì)的量為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，通過蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，蒸干后繼續(xù)加熱使發(fā)生爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.6Ba0.4NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為14.47％或32.51％或58.74％或83.45％。(理論值為100％)。
實(shí)施例3實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.4，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的物質(zhì)的量為1，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，通過蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，蒸干后繼續(xù)加熱使發(fā)生爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，600℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，800℃焙燒6小時，即得催化劑，所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.6Ba0.4NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為9.75％或24.12％或51.48％或76.92％。(理論值為100％)。
實(shí)施例4實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.6，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.7，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的物質(zhì)的量為0.6，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，通過蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，蒸干后繼續(xù)加熱使發(fā)生爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.4Ba0.6NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為26.92％或53.73％或75.6％或86.45％。(理論值為100％)。
實(shí)施例5實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.6，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量0.8為，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，600℃焙燒1.5小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，950℃焙燒4小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.4Ba0.6NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為24.50％或50.20％或74.90％或82.14％。(理論值為100％)。
實(shí)施例6實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.8，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，850℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為26.3％或59.22％或76.0％或86.45％。(理論值為100％)。
實(shí)施例7實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.8，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為34.63％或62.46％或81.15％或90.9％。(理論值為100％)。
實(shí)施例8實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝1，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.5，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g LaBaNiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃，750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為31.25％或55.73％或75.71％或87.35％。(理論值為100％)。
實(shí)施例9實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑，所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La0.8Ba1.2NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為18.68％或21.65％或36.54％或50.83％。(理論值為100％)。
實(shí)施例10實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.8，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.8稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為100ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為14.76％或31.24％或46.4％或61.38％。(理論值為100％)。
實(shí)施例11實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.8稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為50ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為23.9％或44.17％或63.13％或76.39％。(理論值為100％)。
實(shí)施例12實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.5，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為55.75％或75.20％或85.57％或98.28％。(理論值為100％)。
實(shí)施例13實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入10.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為21.25％或41.53％或60.61％或75.82％。(理論值為100％)。
實(shí)施例14實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1.3，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量1.2稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He組成的原料氣，流速為25ml/min，在溫度為850℃反應(yīng)48小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率仍為89.72％。(理論值為100％)。
實(shí)施例15實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1.6，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.8，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑。過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為22.1％或36.29％或45.07％。(理論值為100％)。
實(shí)施例16實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.6，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.1，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.6稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.4Ba0.6NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為13.7％或26.11％或34.79％。(理論值為100％)。
實(shí)施例17實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝1.0，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.9，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量1.0稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.0Ba1.0NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入4.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為17.03％或27.88％或36.19％。(理論值為100％)。
實(shí)施例18實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.6，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1.4，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.6，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.6稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑，所述的催化劑的應(yīng)用過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.4Ba0.6NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為15.53％或40.64％或51.42％或72.69％。(理論值為100％)。
實(shí)施例19實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.8，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.8稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃，850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為23.64％或48.93％或58.99％或80.06％。(理論值為100％)。
實(shí)施例20實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝1，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按上述物質(zhì)的量1稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g LaBaNiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為19.03％或36.93％或56.8％或79.53％。(理論值為100％)。
實(shí)施例21實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1.2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量1.2稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La0.8Ba1.2NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He和2.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為700℃或750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為27.44％或46.67％或56.94％或79.93％。(理論值為100％)。
實(shí)施例22實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為1.1，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.8稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑；所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He和4.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為41.55％或52.41％或75.46％。(理論值為100％)。
實(shí)施例23實(shí)施例1所述的催化分解氮氧化物的催化劑La2-xBaxNiO4，其中x＝0.8，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，其制備方法為以硝酸鑭，乙酸鋇，硝酸鎳為母體反應(yīng)物，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為1.8，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的為0.8，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1，把上述組份按一定物質(zhì)的量0.8稱取，所述的物質(zhì)的量為摩爾量，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量2倍的檸檬酸固體，攪拌20分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500℃焙燒2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，900℃焙燒6小時，即得催化劑所述的催化劑的應(yīng)用為過篩，得40-80目催化劑，準(zhǔn)確稱取0.50g La1.2Ba0.8NiO4催化劑置于傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，通入1.0％molNO+He和8.0％molO2+He組成的原料氣，流速分別為25ml/min或15ml/min，在溫度分別為750℃或800℃或850℃反應(yīng)1.5小時，得到NO轉(zhuǎn)化為N2的有效轉(zhuǎn)化率分別為28.76％或41.85％或53.30％。(理論值為100％)。
權(quán)利要求
1.一種催化分解氮氧化物的催化劑，其分子式為La2-xBaxNiO4，其特征是其中x＝0-1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，所述的硝酸鑭的物質(zhì)的量為0.8-2，所述的硝酸鋇或乙酸鋇的物質(zhì)的量為0-1.2，所述的硝酸鎳的物質(zhì)的量為1。
2.一種權(quán)利要求1所述的催化分解氮氧化物的催化劑的制備方法，其特征是所述的催化劑為以La、Ni、Ba三種元素為主體的復(fù)合氧化物為催化劑，分子式為La2-xBaxNiO4，其中x＝0-1.2，鑭為硝酸鑭，鋇為硝酸鋇或乙酸鋇，鎳為硝酸鎳，按物質(zhì)的量份數(shù)稱取硝酸鑭0.8-2，硝酸鋇或乙酸鋇0-1.2，硝酸鎳1，加入水中，攪拌溶解，溶于水中，然后加入上述組份總物質(zhì)量1.5-2倍的檸檬酸固體，攪拌20-40分鐘后，在攪拌下蒸發(fā)，濃縮，爆炸；把爆炸后得到的產(chǎn)物研碎，置于馬氟爐中，500-600℃焙燒1-2小時，冷卻，壓片，再置于馬氟爐中，850-950℃焙燒4-6小時，即得催化劑。
3.一種催化分解氮氧化物的催化劑在有氧或無氧條件下催化直接分解氮氧化合物方面的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的催化分解氮氧化物的催化劑在有氧或無氧條件下催化直接分解氮氧化合物的應(yīng)用，其特征是所述的催化劑La2-xBaxNiO4在無氧條件下催化直接分解氮氧化物的溫度范圍為700-850℃，氮氧化物的體積百分濃度為1-10％，反應(yīng)空速范圍為0.3-1.2gs/cm-3。
5.根據(jù)權(quán)力要求3所述的催化分解氮氧化物的催化劑在有氧或無氧條件下催化直接分解氮氧化合物的應(yīng)用，其特征是所述的催化劑La2-xBaxNiO4在有氧條件下催化直接分解氮氧化物的溫度范圍是700-850℃，氮氧化物的體積百分濃度為1-10％，氧氣的體積百分濃度為2-8％，反應(yīng)空速范圍為0.3-1.2gs/cm-3。
全文摘要
催化分解氮氧化物的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，目前消除氮氧化物的方法主要為催化還原和催化直接分解，催化還原分解的方法需要在烴類，氨等還原劑存在下進(jìn)行，受還原氣的制約，而氮氧化物直接分解是凈化氮氧化物的最簡便、最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法，本發(fā)明有效的解決了以上的問題，催化分解氮氧化物的催化劑，其分子式為La
文檔編號B01J23/78GK101062479SQ20061001001
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者朱宇君, 袁福龍, 王東, 付宏剛, 張國 申請人:黑龍江大學(xué)