专利名称：氨氧化制硝酸稀土镍酸盐催化剂的利记博彩app
技术领域：
本发明属于氨氧化制硝酸稀土镍酸盐催化剂的方法。
氨在空气中氧化，可发生下列反应
制硝酸主要反应是反应(1)。能使反应(1)顺利进行的催化剂必须具备两个特点，一是对NH3的转化率要高，二是对NO选择性要高。
氨氧化制硝酸从本世纪初工业化以来，一直使用铂网作为催化剂，其性能已相当优异，但是铂的昂贵和资源短缺促进了价廉易得催化剂的研究。
在用以取代铂网的催化剂的研究中，最初使用的是过渡金属氧化物，但由于在高温时易挥发，且活性尚低于铂，所以未能实现工业化生产。
ABO3型稀土复合氧化物新型催化剂适合于氨氧化制硝酸。
La1-xCaxMnO3(0≤X≤1)已具有较好的催化性能(中国科学院长春应用化学研究所集刊第17集)，但尚不能取代铂网。
La1-xSrxFeO3(0≤X≤1)的活性较La1-xCaxMnO3略好，但仍不能取代铂网。(中国科学B辑1988年第4期)。
La1-xSrxCoO3(0≤X≤1)(催化学报，1985年第4期)和La0.8Ce0.2CoO3(中国专利86108985.5 1989)已显示出和铂网相当的活性，可望取代铂网。
由于钴的价格比镍的高，资源也较镍少，所以本发明的目的是选择一类稀土镍酸盐ABO3型复合氧化物，从性能上和价格上优化催化剂。
本发明提出一类通式为La1-xMexNiO3(0≤x≤1)稀土镍酸盐催化剂，式中Me为二价碱土金属，稀土元素，锕系元素。活性中心元素为过渡金属镍，结构特征元素为La，Me。其中0≤x≤1系列催化剂均对4NH3+5O2＝4NO+6H2O反应具有高选择性催化剂作用。
本发明催化制备方法称柠檬酸络合法(又称爆炸法)其制备过程和条件是A、按化学组成计量取镍，镧，Me的硝酸盐配成混合溶液。
B、加过量柠檬酸作为络合剂。
C、慢速加热，充分搅拌。
D、加热蒸发后剩黄绿色胶状物，加快加热速度，胶状物瞬时燃烧，成比表面浓度大的超细粉末状。
E、于600℃焙烧粉末，压片成型，再于900-1000℃下焙烧。
本发明催化剂活性的考察是在流动体系固定床反应器，NH3(体积)＝10%，空速5万时-18ml催化剂，700℃下进行的，NO的收率在85%-98%之间变化。催化剂的焙烧温度在750-1100℃之间变化时NO的收率在91-98%之间。
此法易于操作，无需特殊设备，省时、简便、原料无损失，制成的催化剂高度分散，比表面近8m2/g。
本发明的La1-xMexNiO3催化剂旨在取代铂网，所以各项指标均以铂网催化剂为参考对象。
1、NH3转化为NO的单程收率在98%以上，NH3几乎100%转化，根据设备及操作不会有1%的波动。
2、原料气NH3/空气＝10%(体积比)，这一指标影响反应温度，它表明催化剂处理NH3的能力。
3、原料气通过催化剂床层的速度，其大小是催化反应进行速度快慢的标志，与设备能力和产品质量直接相关，工业上以空速表示。对本催化剂装入量而言，铂网空速为3万时-1，根据以上指标，本发明催化剂用于氨氧化的对比条件是700℃，NH3%＝10%，空速5万时-1，同时考虑了催化剂的粒度，比表面等因素。
本发明催化剂具有以下特点1、比表面近8m2/g，压片以前呈粉末状，经扫描电子显微镜观察，其微观结构呈片状和柱状，其中有许多洞穴。化学分析认为Ni在其中呈二价、三价、四价混合态，晶体中存在阴阳离子缺陷。
2、催化剂在x取适当值时NO收率高于98%，活性稳定，可与工业使用的铂网相比。
3、催化剂在用于氨氧化反应时，其最佳条件与工业使用铂网的生产条件完全适合，实验表明，使用本发明催化剂不仅不会降低生产指标，而且可以提高设备的生产能力。
4、催化剂不含贵金属，且过渡技术镍比钴要便宜，催化剂制备简便。
本发明提供的实施例如下实施例1LaNiO3的制备及活性测试以制备40克催化剂为例，投料量为取浓度为43.2%硝酸镧水溶液122.55克，浓度为11.1%的硝酸镍水溶液267.62克，两种原料混合，加蒸馏水，加入柠檬酸30克，充分搅拌，慢速加热蒸发，至成黄绿色胶状物后，提高加热温度，胶状物瞬时燃烧，成黑色粉末，此粉末在600℃焙烧一小时后，压片成型，在于900℃(空气气氛)焙烧3小时，即得成品催化剂。
实验条件下氨氧化反应中催化性能的测试。
石英管固定床反应器，内径约25mm，内装热电偶套管，催化剂床层实际面积约106mm2催化剂粒度10-20目，装8ml，床层高24mm，原料气志至而下轴向通过催化剂床层，产物由催化剂床下部引出，NO单层收率用常规酸碱滴定法分析计算。选择铂网催化剂的反应条件，反应温度700℃，NH3%(体积)＝10%，空速5万时-1此条件下LaNiO3催化剂的活性为97.3%。
实施例2La0.8Sr0.2NiO3的制备及活性测试。
以制备40克催化剂为例，投料量为取浓度为43.2%的硝酸镧水溶液102.38克，浓度为11.1%的硝酸镍水溶液279.45克，固体硝酸锶7.20克。三种原料混合，加蒸馏水，加柠檬酸30克，充分搅拌，慢速加热蒸发，至成黄绿色胶状物后，提高加热温度，胶状物瞬时燃烧，成黑色粉末。此粉末于600℃焙烧1小时后，压片成型，再于900℃(空气分氛)焙烧3小时，即得成品催化剂。
催化剂活性测定方法同实施例1，活性为93，1%。
实施例3La0.6Th0.3NiO3的制备及活性。
以制备40克催化剂为例，投料量为取浓度为43.2%的硝酸镧水溶液69.56克，浓度为11.1%的硝酸镍水溶液253.15克，浓度为18.6%的硝酸钍水溶液119.06克，三种原料混合，加蒸馏水，加入柠檬酸30克，充分搅拌，慢速加热蒸发，至成黄绿色胶状物后，提高加热温度，胶状物瞬时燃烧，成黑色粉末，此粉末于600℃焙烧1小时后，压片成型，再于900℃(空气分氛)焙烧3小时，即得成品催化剂。
催化剂活性测试同实施例1，活性为98.7%。
实施例4La0.9Ce0.1NiO3的制备及活性。
仍以制备40克催化剂为例，投入量为取浓度为43.2%的硝酸镧水溶液110.29克，浓度为11.1%的硝酸镍水溶液267.62克，固体Ce(NO3)3.6H2O 7.07克，三种原料混合，加蒸馏水，加入柠檬酸30克，充分搅拌，慢速加热蒸发，至成黄绿色胶状物后，提高加热温度，胶状物瞬时燃烧，呈黑色粉末。此粉末于600℃焙烧1小时后，压片成型，再于900℃(空气气氛)焙烧3小时，即得成品催化剂。
催化剂活性测试同实施例1，活性为97.0%。
权利要求
1.一类氨氧化制硝酸稀土复合氧化物催化剂，其特征是催化剂组成通式为La1-xMexNiO3，Me为二价碱土金属，稀土元素，锕系元素。活性中心元素为过渡金属镍，结构特征元素为La，Me。其中O≤X≤1构成的系列催化剂均对4NH3+5O2=4NO+6H2O反应。具有高选择性催化作用。催化剂的制备方法称柠檬酸络合法(又称爆炸法)。制备方法的特征为(1)按化学组成计量取镍，镧Me的硝酸盐，配成混合溶液。(2)加过量柠檬酸作为络合剂。(3)加热蒸发后剩黄绿色胶状物，经快速加热瞬时燃烧，成比表面浓度很大的超细粉末状物。(4)粉末状物经600℃焙烧，压片成型，再于900-1000℃下焙烧，即得成品催化剂。
全文摘要
本发明属于氨氧化制硝酸稀土镍酸盐催化剂的方法。氨氧化制硝酸稀土镍酸盐催化剂，其通式为La
文档编号C01G53/00GK1047633SQ89103708
公开日1990年12月12日 申请日期1989年5月31日 优先权日1989年5月31日
发明者于作龙, 高利珍, 单致容, 杨桐兰, 张柏东 申请人:中国科学院长春应用化学研究所