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一种用于硝酸生产尾气中N2O催化分解的钴基-多孔铝催化剂及其制备方法和应用

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摘要: 本发明属于催化剂技术领域,涉及一种用于硝酸生产尾气中N2O催化分解的钴基‑多孔铝催化剂及其制备方法和应用。催化剂以Al2O3为载体,Co3O4为活性组分,KF和K2O为助剂,其制备方法为:先将一定量钴盐、氟盐以及拟薄水铝石均匀分散于去离子水中形成悬浊液,以钾盐为沉淀剂调节悬浊液pH至一定范围得到相应的沉淀混合物,再对沉淀物进行抽滤、洗涤。得到的滤饼进行干燥、焙烧、成型,得到所述催化剂。该制备方法简单,易于实现工业放大。所制催化剂可在较低温度下实现N2O直接催化分解,抗O2、抗NO2、抗水汽性能优异,且具有较高的抗压碎强度,能很好应用于硝酸生产尾气中N2O的减排。
专利类型: 发明专利
申请/专利号: CN202510017399.2
申请日期: 2025-01-06
公告/公开号: CN119793494A
公开日期: 2025-04-11
主分类号: B01J27/128(2006.01);B;B01;B01J;B01J27
分类号: B01J27/128(2006.01);B01J21/04(2006.01);B01J32/00(2006.01);B01D53/86(2006.01);B01D53/56(2006.01);B01J27/128;B01J21/04;B01J32/00;B01D53/86;B01D53/56
申请/专利权人: 山西大学;山西东锦肥业有限公司
发明/设计人: 王永钊;胡世泽;蔺向前;蔺向光;张亮亮;郑珂;石保俊;宋嘉琪;武瑞芳;张成明
主申请人地址: 030006 山西省太原市坞城路92号
专利代理机构: 太原申立德知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人: 陈慧
国别省市代码: 山西;14
主权项: 1.一种用于硝酸生产尾气中N2O催化分解的钴基-多孔铝催化剂,其特征在于,所述催化剂以Al2O3为载体,Co3O4为活性组分,KF和K2O为助剂;催化剂中各组分的质量百分比为:Co3O4:43.0%~60.0%,KF:1.0%~5.0%,K2O:0.5%~2.0%,Al2O3:33.0%~50.0%。 2.一种权利要求1所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1:将拟薄水铝石分散于去离子水中并充分搅拌,得到拟薄水铝石分散液; 步骤2:向拟薄水铝石分散液中加入钴盐、氟盐,得到悬浊液; 步骤3:在一定温度下,将钾盐水溶液逐滴加入悬浊液中进行沉淀反应,同时进行充分搅拌,待混合液到特定pH值后停止滴加钾盐溶液和搅拌; 步骤4:对混合液进行抽滤、洗涤,控制滤液pH; 步骤5:对所得滤饼进行干燥、焙烧、成型,即得所述催化剂。 3.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤1中拟薄水铝石为水合氧化铝[Al2O3·nH2O]n=0.08~0.62中的一种或多种,拟薄水铝石分散液中去离子水和拟薄水铝石的质量比为10~25:1。 4.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤2中钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、醋酸钴和草酸钴中的一种或多种,氟盐为氟化钠、氟化钾、氟化铵和氟化氢铵中的一种或多种,钴盐与氟盐的摩尔比为5~8:1。 5.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤3中钾盐为碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾中的一种或多种,钾盐的摩尔浓度为0.5~1.5mol/L。 6.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤3中一定温度为20~80℃,搅拌的速率为300~700r/min,特定pH为8.5~11.5。 7.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤4中控制滤液pH为7~8。 8.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤5中干燥温度为80~180℃,时间为6~24h;焙烧温度为300~700℃,时间为0.5~5h。 9.根据权利要求2所述的钴基-多孔铝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤5中成型的过程为利用压片机或挤条机进行压缩成型或挤条成型。 10.权利要求1所述的钴基-多孔铝催化剂或权利要求2-9任意一项所述制备方法制备而成的钴基-多孔铝催化剂在硝酸生产尾气N2O减排中的应用。
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