石　晶，胡晓波，李　潇，王勇宁，王永钊，赵永祥

(山西大学化学化工学院 精细化学品教育部工程研究中心，山西 太原 030006)



Cu-Mn氧化物催化N2O直接分解性能

石晶，胡晓波，李潇，王勇宁，王永钊*，赵永祥*

(山西大学化学化工学院 精细化学品教育部工程研究中心，山西 太原 030006)

摘要：分别以Cu(NO3)2·3H2O和50%Mn(NO3)2水溶液为铜源和锰源，K2CO3为沉淀剂，采用沉淀法和共沉淀法制备单一Cu、Mn氧化物催化剂和Cu-Mn-O复合氧化物催化剂，用于催化N2O直接分解反应，并利用N2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和TPR等进行表征。结果表明，单一Cu和Mn氧化物分别以体相CuO和Mn2O3物相形式存在，Cu-Mn-O复合氧化物中除形成CuMn2O4尖晶石物相外，还有一定量小晶粒CuO，较单一氧化物具有更加优异的还原性能，表现出较高的催化N2O直接分解活性。在空速10 000 h-1和N2O体积分数0.1%条件下，Cu-Mn-O复合氧化物催化剂可在440 ℃催化N2O完全分解，分别较单一Cu和Mn氧化物催化剂降低了40 ℃和60 ℃。

关键词：催化化学;CuO；Mn2O3；CuMn2O4；Cu-Mn 氧化物；N2O催化分解

N2O广泛应用于工业及医学领域，N2O不仅可破坏臭氧层[1]，同时还是一种温室气体，其全球升温潜能值分别是CO2的310倍和CH4的21倍[2]，已明确提出限制CO2、CH4、N2O、O3、氢氟氯碳化物类和全氟碳化物等6种重要温室气体的排放[3]，N2O的排放控制和消除受到关注。

N2O主要来源于工业己二酸、硝酸及化肥生产[4-5]、使用硝酸为氧化剂的化工过程、流化床中煤的燃烧[6]以及汽车尾气中NOx的消除过程[7]等。目前，N2O催化消除的方法主要有直接催化分解法和选择性催化还原法。直接催化分解是一种经济有效的方法，对其催化体系的研究集中在金属催化剂[8-9]、分子筛催化剂[10-11]和金属氧化物催化剂[12-15]，其中，金属氧化物催化剂因制备方法简单、组成结构多样和活性中心易于调变以及具有较高的催化活性，受到研究者青睐。……