[发明专利]一种双金属钴基催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂，其特征在于催化剂包括活性氧化物内核和多孔惰性氧化物壳层，活性氧化物内核组成为主活性组分Co₃O₄和辅活性组分Cu氧化物或Fe氧化物中的一种，多孔惰性氧化物壳层组成为SiO₂-N_xO_y，其中N_xO_y为ZrO₂或CeO₂中的一种，各组分的重量百分比为：

主活性组分Co₃O₄:10-40wt％，辅活性组分：1-5wt％，N_xO_y：1-3wt％，余量为SiO₂。

2.如权利要求1所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂，其特征在于催化剂的活性氧化物内核粒径在8-12nm，多孔惰性氧化物壳层厚度在6-20nm，整体的核壳包覆结构的颗粒大小在24-50nm，催化剂比表面积260m² g^-1-440m² g^-1。

3.如权利要求1或2所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：

(1)以乙醇水溶液为溶剂，配置六亚甲基四胺溶液，按催化剂组成，将钴盐，辅活性Cu或Fe盐在六亚甲基四胺的乙醇水溶液中混合均匀，得到混合溶液，将操作温度升高至50-80℃，加入聚乙烯吡咯烷酮分散剂，搅拌至完全溶解；

(2)继续向混合溶液中加入饱和双氧水溶液，保持剧烈搅拌，待溶液体系逐渐变为浑浊悬浊液后，密闭反应体系，并保持剧烈搅拌12-24h，得到高度均匀分散的Co₃O₄-M_xO_y的双金属氧化物纳米颗粒溶胶，其中M_xO_y为CuO或Fe₃O₄；

(3)按催化剂组成，将硝酸锆或硝酸铈溶解于乙醇中，并将正硅酸乙酯加入乙醇溶液中混合,得到混合溶液；

(4)按催化剂组成，向步骤(2)所述纳米颗粒溶胶中原位滴入步骤(3)配置的混合溶液及氨水，继续反应24-72h，经高速离心分离；

(5)离心沉淀经60-100℃干燥，在煅烧气氛，500-700℃条件下，高温煅烧除去有机残留物后，即得到包覆型催化剂。

4.如权利要求3所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的乙醇水溶液中无水乙醇与去离子水的体积分数比为：无水乙醇：去离子水＝1.5-2.5：1。

5.如权利要求3所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的钴盐由无机钴盐和有机钴盐组成，无机盐和有机盐按摩尔分数0.5-2：1配合组成。

6.如权利要求5所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂的制备方法，其特征在于无机盐为硝酸钴或氯化钴，有机盐为醋酸钴或乙酰丙酮钴。

7.如权利要求3所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)辅活性金属盐由无机盐和有机盐组成，无机盐和有机盐摩尔分数比例为0.5-2：1。

8.如权利要求7所述的一种应用于燃气锅炉烟气N₂O低温分解的双金属钴基催化剂的制备方法，其特征在于无机盐为硝酸盐或盐酸盐，有机盐为的醋酸盐或乙酰丙酮盐。