处理N2O废气研究进展

1、处理N2O废气研究进展 1. 治理N2O的研究背景和意义 一氧化二氮，N2O，广泛应用于医学及工业等领域中。N2O作为主要的温室气体之一，它在对流层里能够十分稳定得存留150年左右，与二氧化碳相比，虽然N2O在大气中的含量很低，但其全球升温潜能值（GWP）分离是CO2的310倍和CH4的21倍，是京都议定书中提出限制排放的六种重要温室气体之一。同时研究者发觉N2O它也是一种污染气体，2022年8月29日，美国一项最新研究显示，这种无色有甜味的气体已经成为人类排放的首要消耗臭氧层物质。现在每年向大气中排放400kt的N2O，并且每年以0.2%0.3%的速度增长。倘若人类不实行措施限制其排放，它将

2、成为21世纪破坏性最大的消耗臭氧层物质，N2O还简单被氧化成NO，NO2等酸性气体，最后形成酸雨，污染环境。目前中国PM2.5超标，雾霾严峻，雾霾是因为空气中的灰尘、含硫化合物、氮氧化物、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊与雾气混合，所以，N2O同时也是雾霾天气祸首之一。因此，限制N2O的排放与处理N2O已成为各国特殊是中国务必面向的一个重要课题。 2. 直接催化分解N2O的研究发展 上个世纪三十年月就有先驱者开头研究直接催化分解N2O。七十年月开头，大量关于N2O直接催化的文章发表于各个期刊杂志，为后来研究以及工业实际应用供应技术理论支持。催化剂主要分为金属，金属氧化物，分子筛体系等固体催化剂。

3、 2.1 贵金属及双金属催化剂 贵金属催化剂是研究的最早一类的催化剂，主要包括Pt1，2，Pd3，4，Rh5，Ag6和Ru7等贵金属，将其负载在多孔载体材料如氧化铝或活性炭上。早期的研究主要集中在Pt上，早在1925年，Hinshelwood和Pritchard8就开头研究N2O在Pt表面上的分解。Yuzaki9等人尝试使用不同前驱体和载体制备不同的Rh催化剂，发觉使用前驱体Rh（NO3）3用USY负载活性最高，在240左右就能将950ppm的N2O分解彻低。Doi10等人以Al2O3为载体制备了Pt/Al2O3，Pd/Al2O3，Rh/Al2O3，发觉其催化活性为Rh/Al2O3Pd/Al2

4、O3Pt/Al2O3。有在相对较低的反应温度下，Rh的活性较高，在250下就体现出具有催化分解N2O的能力。金属活性组分当然是确定催化剂性能的主要因素之一，此外，载体也影响催化剂的活性。Parres-Esclapez11等人对Rh，Pd，Pt三种金属更换了载体，在相同载体的状况下，催化活性RhPdPt，并且不同载体对催化活性有这较大的影响。贵金属前期制备时，预处理对催化活性也有影响，Centi12研究了N2O在Rh/ZrO2，Rh/ZrO2-Al2O3和Rh/TiO2-Al2O3等不同载体的贵金属单Rh催化剂上的分解反应，对Rh/ZrO2-Al2O3催化剂在500下0.05%N2O的存在下使用

5、He举行预处理，能够提高该催化剂活性，而且不会受到氧气对催化剂的抑制影响。 2.2 金属氧化物及复合金属氧化物催化剂 近年来国内外对金属氧化物举行了大量的研究，在催化分解N2O方面有长足的长进。金属氧化物中的金属价态对催化活性也有重要的影响。TatsujiYamashita等人13用锰氧化物催化分解N2O，氧化活性从高到低依次为Mn2O3Mn3O4MnO2MnO，三价的Mn具有最高的催化活性。Winter14研究了一些金属的氧化物，如Ca，Sr，La，Ce，Zn，Hf，发觉金属氧化物催化剂有一个重要的特性就是不会受到干扰气体O2的存在而导致活性降低，具有抗氧性的催化剂更利于实际应用。 相比金属氧化物催化剂，复合金属氧化物的研究更为热门。并且通过大量的研究，科研工也给出了普遍认可和采纳的复合金属氧化物催化分解N2O的机理。现在的研究更多的关注于催化剂的高活性和高稳定性。Perez-Alonso等人14研究了Fe-Ce复合金属氧化物催化剂在N2O催化分解中的协同效应。研究结果表明，与单一金属氧化物相比，采用共沉淀法制备的Fe-Ce复合金属氧化物有着较高的活性和稳定性。Chie Ohnishi等人15研究了碱金属掺杂Co3O4催化剂在有氧条件下N2O催化分解活性，结果发觉碱金属的掺杂有利于提高催化剂活性。 3. 结论 以上就是目前直接催化分解N2O所使用的