Co-Mg/Al类水滑石衍生复合氧化物上N2O催化分解

摘要

恒定二价与三价阳离子比为3((nCo+nMg)/nAl=3),采用共沉淀法制备不同Co含量的系列类水滑石前驱物CoxMg3-xAl-HT(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,3),经焙烧得到其衍生复合氧化物催化剂CoxMg3-xAlO.采用XRD、BET、TG-DSC和TPR等表征手段考察了Co含量对材料前驱物及其衍生复合氧化物组成和结构等方面的影响,研究了系列CoxMg3-xAlO催化剂的催化N2O分解性能;同时探讨了反应条件,如N2O浓度、空速、O2和H2O等因素对催化剂活性的影响.结果表明,所有前驱物材料均能形成完整的层状水滑石结构;经高温焙烧后形成了以Co-Al尖晶石为主相的复合氧化物,且Co掺杂有助于尖晶石相的生成;Co含量对材料的热稳定性、比表面、可还原性和催化分解活性有显著的影响;含Co复合氧化物催化材料存在两个还原峰,还原过程为Co3+→Co2+→Co;Mg有助于提高催化剂的热稳定性;随着Co含量增加,催化剂比表面下降,但比表面不是影响催化剂活性的主要因素;500℃焙烧后的Co2.5Mg0.5AlO催化剂具有较好的N2O催化分解活性;提高前驱物的焙烧温度导致催化剂的活性下降;N2O浓度、空速及O2对催化剂活性的影响较小,而H2O则对催化剂的活性有较大的影响.