1.治理N2O的研究背景和意義，一氧化二氮、N2O廣泛應用于醫學和工業等領域。N2O作為主要溫室氣體之一，在對流層中可以保存150年左右，與二氧化碳相比，N2O在大氣中的含量低，但世界性的升溫潛力值(GWP)分別是CO2的310倍和CH4的21倍，是京都議定書提出限制排放的6個重要溫室氣體之一。與此同時，研究人員發現N2O也是污染氣體，2009年8月29日，美國最新的研究表明，這種無色甜氣體已經成為人類排放的首要消耗臭氧層物質。目前，每年向大氣排放400kt的N2O，每年以0.2%~0.3%的速度增加。如果人類不采取措施限制排放，它將成為21世紀破壞性最大的消耗臭氧層物質，N2O也容易被氧化成NO、NO2等酸性氣體，最，污染環境。目前中國PM2.5超標，霧霾嚴重，霧霾是由于空氣中的灰塵、含硫化合物、氮氧化物、有機碳氫化合物等粒子使大氣混濁與霧氣混合，所以，N2O同時也是霧霾天氣禍首之一。因此，限制N2O排放和處理N2O已成為各國特別是中國必須面對的重要課題。

2.直接催化分解N2O的研究進展

從上個世紀30年代開始先鋒研究直接催化分解N2O。從70年代開始，N2O直接催化的文章發表在各期刊雜志上，為之后的研究和工業實際應用提供了技術理論的支持。催化劑主要分為金屬、金屬氧化物、分子篩系統等固體催化劑。

2.1 貴金屬及雙金屬催化劑

貴金屬催化劑是研究的最早一類的催化劑，主要包括Pt[1，2]，Pd[3，4]，Rh[5]，Ag[6]和Ru[7]等貴金屬，將其負載在多孔載體材料如氧化鋁或活性炭上。早期的研究主要集中在Pt上，早在1925年，Hinshelwood和Pritchard[8]就開始研究N2O在Pt表面上的分解。Yuzaki[9]等人嘗試使用不同的前驅體和載體制備不同的Rh催化劑，發現使用前驅體Rh(NO3)3使用USY的負荷活性最高，可以在240℃左右完全分解950ppm的N2O。Doi[10]等人以Al2O3為載體制作Pt/Al2O3、Pd/Al2O3、Rh/Al2O3，發現其催化活性為Rh/Al2O3>的Pd/Al2O3>的Pt/Al2O3。在相對較低的反應溫度下，Rh的活性高，在250℃下具有催化分解N2O的能力。金屬活性成分當然是決定催化劑性能的主要因素之一，而且載體也會影響催化劑的活性。Parres-Esclapez[11]等人更換Rh、Pd、Pt三種金屬，同一載體時，催化活性Rh>；Pd>；Pt，不同載體對催化活性有很大影響。貴金屬前期制備時，預處理對催化活性也有影響，Centi[12]研究了N2O在Rh/ZrO2、Rh/ZrO2-Al2O3和Rh/TiO2-Al2O3等不同載體的貴金屬單Rh催化劑上的分解反應，對Rh/ZrO2-Al2O3催化劑在500℃下0.05%N2O的存在使用He進行預處理，可以提高這種催化劑的活性，而且不受氧氣對催化劑的抑制。

2.2.金屬氧化物和復合金屬氧化物催化劑

近年來，國內外對金屬氧化物進行了大量研究，在催化分解N2O方面取得了很大進步。金屬氧化物中的金屬價格對催化活性也有重要影響。TatsujiYamashita等[13]用錳氧化物催化分解N2O，氧化活性從高到低依次為Mn2O3>Mn3O4>MnO2>MnO，三價Mn具有最高催化活性。Winter[14]研究了Ca、Sr、La、Ce、Zn、Hf等金屬氧化物，發現金屬氧化物催化劑不受干擾氣體O2的存在而降低了活性，具有抗氧性的催化劑有助于實際應用。與金屬氧化物催化劑相比，復合金屬氧化物的研究更受歡迎。并且，通過大量的研究，科研人員也給出了普遍認可和接受的復合金屬氧化物催化分解N2O的機制。目前的研究更加關注催化劑的高活性和高穩定性。Perez-Alonso等人[14]研究了Fe-Ce復合金屬氧化物催化劑在N2O催化分解中的協同效應。研究結果表明，與單一金屬氧化物相比，采用共沉淀法制備的Fe-Ce復合金屬氧化物有著較高的活性和穩定性。Chie Ohnishi等人[15]研究了堿金屬摻雜Co3O4催化劑在有氧條件下N2O催化分解活性，結果發現堿金屬的摻雜有利于提高催化劑活性。

3.結論

以上是現在直接催化分解N2O使用的催化劑種類，這些催化劑各有利害，適用于不同的催化條件和生產和研究需求。催化劑活性的高低，通過分析催化機理，有必要研究催化過程的重要性，制備有放矢的高效催化劑。