本发明涉及用于处理氧化亚氮（n2o）以使其无害化的催化剂，特别是在硝酸生产过程中用来把n2o转化成n2和o2的催化剂。
背景技术：
随着气候日益变暖，温室气体减排日益紧迫。目前大气中的温室气体主要包括co2、ch4、n2o、hfcs、pfcs、sf6。其中的氧化亚氮（n2o）俗称为笑气，对人体具有麻醉作用，吸入人体内可导致兴奋，因此而得名。研究表明，n2o不仅具有强大的温室效应，同时还会引起臭氧层的破坏，是大气中不可忽视的污染物。目前，世界上所排放的n2o主要来自：工业己二酸和硝酸等化工类生产行业，使用硝酸作为氧化剂的化工过程，以煤作为燃料的硫化床锅炉等煤燃烧设备，汽车发动机和汽车尾气，以及在nox消除过程中伴随生成的部分n2o。工业革命以来，各种工业生产过程中n2o的排放正在呈逐年上升的趋势。随着人们环保意识的不断增强，如何有效控制和消除n2o已成为全世界共同关注的重要环境问题，n2o的脱除技术越来越受到更多的关注。
n2o的直接催化分解是脱除n2o的理想方法之一。这是由于n2o的直接催化分解具有操作简单，费用低廉，无需引入还原剂，不产生二次污染等独特优点。n2o的直接催化分解技术是将n2o在催化剂的作用下直接分解为n2和o2。其催化分解过程如反应式（1）：
2n2o=2n2↑+o2↑(1)
直接催化分解法由于反应温度相对较低，无需还原剂，运行费用低，并且分解的产物n2和o2对环境没有二次污染、不产生co2，已成为最有应用前景的n2o脱除技术。催化剂是直接分解n2o技术的核心，也是该技术的研发热点。
专利申请文献cn101664694a采用浸渍法制备了一种催化分解n2o的分子筛负载钴复合氧化物催化剂，可在550℃左右完全分解n2o。由于该催化剂在500～1000℃的较高温度下经焙烧制得，因而具有较高的耐高温特性。然而，在较低温度下就具备良好的催化活性，在较高温度下具备良好的热稳定性，并具有优良性价比的氧化亚氮分解催化剂依然是目前该行业的研发热点。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种用于处理n2o使其转化成n2和o2的催化剂。该催化剂在较低温度下具备良好的催化活性，在较高温度下具备良好的热稳定性，并具有优良的性价比。
用于实现上述发明目的笑气转化催化剂，通过以下步骤获得：
首先，按照质量比ce2o3∶la2o3=5∶1分别称取ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o溶于同一份水中获得前驱溶液。将该前驱溶液等容浸渍于γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o的γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物ce2o3和la2o3的催化剂小球载体re/γ-a12o3。其中稀土氧化物re与γ-a12o3的重量比为5%～20%。
随后，将h3ptcl6•6h2o的水溶液等容浸渍于前述步骤所得re/γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有h3ptcl6•6h2o的re/γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，然后放入马弗炉中升温至600℃下焙烧2小时，得到pt/re/γ-a12o3催化剂。按照重量比pt∶pt/re/γ-a12o3=0.1%～2%。
本发明n2o分解催化剂以γ-a12o3小球为载体，通过浸渍和焙烧方式将适量的稀土氧化物ce2o3、la2o3以及金属pt负载于γ-a12o3小球上获得直接用于催化分解n2o的催化剂。该催化剂在较低温度下即具备良好的催化活性，在负载2%金属pt的情况下分解50%n2o的活性温度为315℃。该催化剂在较高温度下具备良好的热稳定性，经530℃下于含n2o气氛中连续工作100小时后其对n2o的催化分解率依然保持100%。在本发明技术方案内该催化剂耗用的贵金属不会大幅升高产品成本，具有优良的性价比。
具体实施方式
实施例1
⑴按照质量比ce2o3∶la2o3=5∶1，分别称取市售工业级纯度的ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o溶于同一份去离子水中，将该混合溶液等容浸渍于γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o的γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物的催化剂小球载体re/γ-a12o3，re代表ce2o3、la2o3的混合物。其中re与γ-a12o3的重量比为20%。
⑵将其试剂纯度为工业级的市售h3ptcl6•6h2o溶于去离子水中，随后等容浸渍于步骤⑴所得re/γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有h3ptcl6•6h2o的re/γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，然后放入马弗炉中升温至600℃下焙烧2小时，得到pt/re/γ-a12o3催化剂。按照重量比pt∶pt/re/γ-a12o3=0.1%。
将上述步骤得到的pt/re/γ-a12o3催化剂置于常压固定床石英管微型反应器中进行测试。测试条件：电炉加热，程序升温控制仪控制炉温，反应气中n2o的摩尔分数为0.34%，余为n2，空速为2500h-1。反应产物由shimadzugc28a型气相色谱仪分析（porapak2q色谱柱），tcd检测，计算n2o的分解率。经检测计算，该催化剂在n2o达到50%分解率时的催化活性t50=370℃，在n2o达到90%分解率时的催化活性t90=420℃，在n2o达到100%分解率时的催化活性t100=530℃。在530℃下连续工作100小时后，该催化剂对n2o的催化分解率依然保持100%，热稳定性不变。
实施例2
⑴按照质量比ce2o3∶la2o3=5∶1，分别称取市售工业级纯度的ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o溶于同一份去离子水中，将该混合溶液等容浸渍于γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o的γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物的催化剂小球载体re/γ-a12o3，re代表ce2o3、la2o3的混合物。其中re与γ-a12o3的重量比为10%。
⑵将其试剂纯度为工业级的市售h3ptcl6•6h2o溶于去离子水中，随后等容浸渍于步骤⑴所得re/γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有h3ptcl6•6h2o的re/γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，然后放入马弗炉中升温至600℃下焙烧2小时，得到pt/re/γ-a12o3催化剂。按照重量比pt∶pt/re/γ-a12o3=0.5%。
将上述步骤得到的pt/re/γ-a12o3催化剂置于常压固定床石英管微型反应器中进行测试。测试条件：电炉加热，程序升温控制仪控制炉温，反应气中n2o的摩尔分数为0.34%，余为n2，空速为2500h-1。反应产物由shimadzugc28a型气相色谱仪分析（porapak2q色谱柱），tcd检测，计算n2o的分解率。经检测计算，该催化剂在n2o达到50%分解率时的催化活性t50=360℃，在n2o达到90%分解率时的催化活性t90=410℃，在n2o达到100%分解率时的催化活性t100=525℃。在530℃下连续工作100小时后，该催化剂对n2o的催化分解率依然保持100%，热稳定性不变。
实施例3
⑴按照质量比ce2o3∶la2o3=5∶1，分别称取市售工业级纯度的ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o溶于同一份去离子水中，将该混合溶液等容浸渍于γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o的γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物的催化剂小球载体re/γ-a12o3，re代表ce2o3、la2o3的混合物。其中re与γ-a12o3的重量比为15%。
⑵将其试剂纯度为工业级的市售h3ptcl6•6h2o溶于去离子水中，随后等容浸渍于步骤⑴所得re/γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有h3ptcl6•6h2o的re/γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，然后放入马弗炉中升温至600℃下焙烧2小时，得到pt/re/γ-a12o3催化剂。按照重量比pt∶pt/re/γ-a12o3=1%。
将上述步骤得到的pt/re/γ-a12o3催化剂置于常压固定床石英管微型反应器中进行测试。测试条件：电炉加热，程序升温控制仪控制炉温，反应气中n2o的摩尔分数为0.34%，余为n2，空速为2500h-1。反应产物由shimadzugc28a型气相色谱仪分析（porapak2q色谱柱），tcd检测，计算n2o的分解率。经检测计算，该催化剂在n2o达到50%分解率时的催化活性t50=328℃，在n2o达到90%分解率时的催化活性t90=378℃，在n2o达到100%分解率时的催化活性t100=480℃。在530℃下连续工作100小时后，该催化剂对n2o的催化分解率依然保持100%，热稳定性不变。
实施例4
⑴按照质量比ce2o3∶la2o3=5∶1，分别称取市售工业级纯度的ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o溶于同一份去离子水中，将该混合溶液等容浸渍于γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o的γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物的催化剂小球载体re/γ-a12o3，re代表ce2o3、la2o3的混合物。其中re与γ-a12o3的重量比为8%。
⑵将其试剂纯度为工业级的市售h3ptcl6•6h2o溶于去离子水中，随后等容浸渍于步骤⑴所得re/γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有h3ptcl6•6h2o的re/γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，然后放入马弗炉中升温至600℃下焙烧2小时，得到pt/re/γ-a12o3催化剂。按照重量比pt∶pt/re/γ-a12o3=1.5%。
将上述步骤得到的pt/re/γ-a12o3催化剂置于常压固定床石英管微型反应器中进行测试。测试条件：电炉加热，程序升温控制仪控制炉温，反应气中n2o的摩尔分数为0.34%，余为n2，空速为2500h-1。反应产物由shimadzugc28a型气相色谱仪分析（porapak2q色谱柱），tcd检测，计算n2o的分解率。经检测计算，该催化剂在n2o达到50%分解率时的催化活性t50=320℃，在n2o达到90%分解率时的催化活性t90=377℃，在n2o达到100%分解率时的催化活性t100=475℃。在530℃下连续工作100小时后，该催化剂对n2o的催化分解率依然保持100%，热稳定性不变。
实施例5
⑴按照质量比ce2o3∶la2o3=5∶1，分别称取市售工业级纯度的ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o溶于同一份去离子水中，将该混合溶液等容浸渍于γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有ce(no3)•6h2o和la(no3)•6h2o的γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，取出后10℃下干燥12小时，然后放入马弗炉中升温至700℃下焙烧4小时，得到含有稀土氧化物的催化剂小球载体re/γ-a12o3，re代表ce2o3、la2o3的混合物。其中re与γ-a12o3的重量比为5%。
⑵将其试剂纯度为工业级的市售h3ptcl6•6h2o溶于去离子水中，随后等容浸渍于步骤⑴所得re/γ-a12o3小球载体上，随即将浸渍有h3ptcl6•6h2o的re/γ-a12o3小球载体放入水浴箱中40℃下恒温放置8小时，然后放入马弗炉中升温至600℃下焙烧2小时，得到pt/re/γ-a12o3催化剂。按照重量比pt∶pt/re/γ-a12o3=2%。
将上述步骤得到的pt/re/γ-a12o3催化剂置于常压固定床石英管微型反应器中进行测试。测试条件：电炉加热，程序升温控制仪控制炉温，反应气中n2o的摩尔分数为0.34%，余为n2，空速为2500h-1。反应产物由shimadzugc28a型气相色谱仪分析（porapak2q色谱柱），tcd检测，计算n2o的分解率。经检测计算，该催化剂在n2o达到50%分解率时的催化活性t50=315℃，在n2o达到90%分解率时的催化活性t90=374℃，在n2o达到100%分解率时的催化活性t100=470℃。在530℃下连续工作100小时后，该催化剂对n2o的催化分解率依然保持100%，热稳定性不变。