[发明专利]用基于铈镧氧化物的催化剂分解N2O的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于分解N₂O的方法，其中利用基于铈的氧化物和镧的氧化物的催化剂。

背景技术

已知N₂O是参与温室效应的气体中的一种，该效应是在应对全球变暖的背景下人们日益希望减少的。

实际上，N₂O大量存在于一些工厂，例如制造硝酸和己二酸的工厂，排放的气体中。为了避免排放N₂O，这些气体在排放至大气中之前先进行处理以将N₂O分解为氧气和氮气。为了有效地进行分解，该处理需要使用催化剂。

已有用于这类处理的催化剂，例如，基于氧化镁或氧化钙的组合物、基于镍氧化物和钴氧化物的或基于铜氧化物和锌氧化物的的组合物，或基于铈氧化物和钴氧化物的或基于铈氧化物和锌氧化物的组合物。

已知的催化剂存在的问题是它们表现出随时间的稳定性不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分解N₂O的催化剂，其具有改进的稳定性。

为此，本发明的用于分解N₂O的方法的特征在于，利用基于铈和基于镧的氧化物作为催化剂，该催化剂还含有至少一种选自如下元素的氧化物：锆及铈和镧以外的稀土金属。

本发明的催化剂即使在高于1000℃的温度下也显示改进的稳定性。

具体实施方式

在阅读了以下描述和用于说明的各种具体但非限制性的实施例后，本发明的其它特征、细节和优点将变得更明白。

对于本说明书的后续部分，术语“稀土金属”被理解为表示由钇和元素周期表中原子序数在57至71之间(包括57和71)的元素组成的组中的元素。

术语“比表面积”被理解为表示根据标准ASTM D 3663-78通过氮吸附方法测定的BET比表面积，标准ASTM D 3633-78由记载在期刊“The Journal of the American Chemical Society，60，309(1938)”中的Brunauer-Emmett-Teller方法建立。

除非另外指出，含量以氧化物重量给出。在本发明的催化剂中，铈氧化物是二氧化铈的形式，且除了镨(以Pr₆O₁₁的形式表示)以外，其它稀土金属的氧化物是Ln₂O₃的形式，其中Ln表示稀土金属。

在说明书的后续部分中，除非另外指出，也指定在所有给定的值的范围或界限包括端点值，因此，如此定义的值的范围或界限覆盖了至少等于或大于下限值和/或至多等于或小于上限值的任何值。另外，除非另外指明，结束时给出比表面积的煅烧是在空气中进行的煅烧。

根据本发明具体实施方式，所用的催化剂是基于铈、基于镧和基于锆的氧化物，而且其还包含至少一种选自铈和镧以外的稀土金属的元素的氧化物。

在上述两种实施方式中，铈和镧以外的稀土金属可以是镨、钕、钆或钇。

镧元素与任选的铈和镧以外的稀土金属的总比例通常至多是这一或这些元素(镧+其它稀土金属)氧化物重量相对于催化剂总重量的15％。该比例可更尤其为至多10％。镧和任选的其它稀土金属的最小量通常是至少3％重量的氧化物。在催化剂包含镧和至少一种其它稀土金属的具体情况下，镧的含量优选为至少2％和至多10％。上述的所有数值均是以指示性的方式给出，并不表示限制。最小值是指：低于该值时催化剂可能不显示令人满意的稳定性。最大值是指：高于该值时催化剂的活性可能不足，或者它们对应于经济上的限度。

在基于锆的催化剂的情况下，优选锆的比例相对于催化剂总重量以氧化锆重量计为至多40％。更特别地，该比例可以是最多35％。

另外，本发明的催化剂可另外包含至少一种选自钴、铁、铜和锌的其它元素。该其它元素通常以氧化物的形式存在于催化剂中。这种或这些其它元素的比例通常相对于催化剂总重量以该元素氧化物重量计为至多15％。当本发明催化剂中存在该元素时，优选其最小量为至少1％。