助剂负载量和焙烧温度对K/CuAl复合氧化物催化分解N2O性能的影响
2012-11-09姬长春李明明徐秀峰
冯 鸣,姬长春,李明明,徐秀峰
(烟台大学 化学化工学院,山东 烟台 264005)
助剂负载量和焙烧温度对K/CuAl复合氧化物催化分解N2O性能的影响
冯 鸣,姬长春,李明明,徐秀峰
(烟台大学 化学化工学院,山东 烟台 264005)
采用共沉淀法合成了CuAl类水滑石,焙烧后得到CuAl复合氧化物,再等体积浸渍K2CO3溶液,制得K改性CuAl复合氧化物催化剂K/CuAl;采用XRD,BET,H2-TPR,XPS等技术对K/CuAl催化剂进行了结构表征,考察了K负载量和焙烧温度对K/CuAl催化剂在有氧气氛中催化分解N2O活性的影响。实验结果表明,负载K显著提高了CuAl复合氧化物催化分解N2O的活性,其中K与Cu的原子比为0.10、400 ℃焙烧的K/CuAl催化剂的活性最高,该催化剂在N2O分解反应中表现出了较好的稳定性,在500 ℃下连续反应10 h,有氧气氛中N2O转化率接近90%,而有氧有水气氛中N2O转化率接近60%,说明K的引入显著提高了催化剂的抗氧及抗水性能。
一氧化二氮;催化分解;钾改性铜铝复合氧化物;焙烧温度
N2O是《京都议定书》限制排放的主要温室气体之一,对大气臭氧层有破坏作用。近年来,己二酸合成等过程排放的N2O浓度呈上升趋势[1]。催化分解法是消除N2O的有效方法,即在催化剂的作用下将N2O分解为对环境无害的N2和O2,已报道的主要催化剂类型有负载型贵金属[2-5]、离子交换的分子筛[6-7]和过渡金属氧化物[8-9]等。N2O的催化分解机理[10-11]:N2O分子吸附在催化剂表面,N—O键活化断开,生成N2和吸附态氧原子,后者相互结合并从表面活性位上脱附,生成产物O2。该反应的控制步骤是表面氧的脱附,所以弱化催化剂表面吸附氧物种的强度、加快表面氧的脱附,是提高N2O分解速率的研究方向。……
