本发明专利技术公开了开孔为3至5埃的微孔结晶材料，其中所述材料包含选自碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物的第一金属以及选自铁、铜或其混合物的第二金属，所述材料具有3至10的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)。本发明专利技术公开的微孔结晶材料可以包含具有双6环(d6r)构造单元和8环开孔的晶体结构，如国际沸石协会结构委员会定义的结构代码为CHA、LEV、AEI、AFT、AFX、EAB、ERI、KFI、SAT、TSC和SAV的骨架类型所示例的。本发明专利技术还公开了选择性催化还原废气中的氮氧化物的方法，其包括使废气至少部分接触包含本发明专利技术的微孔结晶材料的物体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了开孔为3至5埃的微孔结晶材料，其中所述材料包含选自碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物的第一金属以及选自铁、铜或其混合物的第二金属，所述材料具有3至10的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)。本专利技术公开的微孔结晶材料可以包含具有双6环(d6r)构造单元和8环开孔的晶体结构，如国际沸石协会结构委员会定义的结构代码为CHA、LEV、AEI、AFT、AFX、EAB、ERI、KFI、SAT、TSC和SAV的骨架类型所示例的。本专利技术还公开了选择性催化还原废气中的氮氧化物的方法，其包括使废气至少部分接触包含本专利技术的微孔结晶材料的物体。【专利说明】本申请要求2011年12月2日提交的第61/566，106号美国临时申请的优先权，将其全部内容引入本文作为参考。总体来说，本专利技术提供了开孔范围为3至5埃的微孔结晶材料，其中所述材料包含选自碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物的第一金属，以及选自铁和/或铜的第二金属。本专利技术还涉及制备和使用该微孔结晶材料的方法，其包括选择性催化还原(SCR)废气中的氮氧化物(NOx)。氮氧化物(NOx)长久以来被认为是污染气体，主要原因在于其腐蚀作用。实际上，它们是造成酸雨的主要原因。NOx污染的主要源头是柴油汽车和固定污染源(如燃煤电厂和汽轮机)的废气中排放的N0X。为了避免这些有害的排放，使用SCR并且SCR涉及采用沸石催化剂将NOx转化为氮和水。因此，一直存在对这样的改进的微孔结晶材料的需求:所述材料具有强化性能和水热稳定性以使得能够用于选择性催化还原废气中的N0X。专利技术概述为了满足该需求，本专利技术人发现了包含选自碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物的第一金属以及铜的微孔结晶硅铝磷酸盐(SAPO)材料，其具有3至5埃的开孔。在一个实施方案中，所述材料可以包含具有双6环(d6r)构造单元和8环开孔的晶体结构，如国际沸石协会结构委员会定义的结构代码为CHA、LEV、AE1、AFT、AFX、EAB、ER1、KF1、SAT、TSC和SAV的骨架类型所示 例的。本文描述的材料表现出优异的水热稳定性。例如，本专利技术公开的材料通常在105°C的水浆中加热24小时后保持其至少40%的表面积和微孔体积。本专利技术还公开了采用本专利技术的料选择性催化还原废气中的氮氧化物的方法。在一个实施方案中，该方法包括:使废气至少部分接触包含开孔为3至5埃的微孔结晶材料的物体，其中所述材料包含选自碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物的第一金属以及铜。理解的是，本专利技术所述的材料可以用在物体中，如具有沟槽的或蜂巢状的物体；填充床，如球、卵形物、小球、片、挤出物、其它颗粒或其组合；微球；或构件，如板或管的形式。如本领域技术人员会理解的，具有沟槽的或蜂巢状的物体或构件是通过将所述结晶材料洗覆到预成型的蜂巢状物体上或通过挤出包含所述结晶材料的混合物来形成的。除了上文讨论的主题以外，本专利技术还包括许多其它示例性特征，如下文阐明的那些。要理解的是，上下文的描述都仅是示例性的。附图的简要说明附图结合到说明书中并构成该说明书的一部分。所有的NH3-SCR数据都是在以下条件下采集的:500ppm NO ；NH3/N0 =LO ；5vol% O2 ;余量的 N2 ;空速=50，OOOh'图1对比了含和不含Ca的Fe-菱沸石在700°C下10%水/空气中蒸汽处理16小时后的SCR数据。图2对比了含和不含Ca的Cu-菱沸石在700°C下10%水/空气中蒸汽处理16小时后的SCR数据。图3对比了含和不含Ca的Cu-SAPO-34在900°C下10%水/空气中蒸汽处理I小时后的SCR数据。专利技术详述定义“水热稳定的”是指具有在暴露于高温和/或高湿度条件(相比室温)达一定时间段后保留一定百分比的初始表面积和/或微孔体积的能力。例如，在一个实施方案中，其意在表示在暴露于模拟汽车废气的条件下，如高达900°C的温度，包括范围在700至900°C的温度，存在体积百分比(vol% )高达为10%的水蒸气，时间范围从长达I小时，或者甚至长达16小时，如范围在I至16小时的时间范围内保持其至少70 %，如至少80 %、至少90 %或甚至至少95 %的表面积和微孔体积。“初始表面积”是指在将其暴露于任何老化条件之前新近制备的结晶材料的表面积。“初始微孔体积”是指在将其暴露于任何老化条件之前新近制备的结晶材料的微孔体积。“直接合成”(或其任何说法)是指在沸石已经形成后无需掺杂金属的过程的方法，如之后的离子交换或浸溃法。“国际沸石协会结构委员会定义的”意指包括但不限于Baerlocher等编辑的第六修订版的“Atlas of Zeolite Framework Types”(Elsevier2007)中描述的结构的那些结构，将其全部内容引入本文作为参考。“双6环(d6r) ”是Baerlocher等编辑的第六修订版的“Atlas of ZeoliteFramework Types” (Elsevier2007)中描述的结构构造单元,将其全部内容引入本文作为参考。“选择性催化还原”或“SCR”是指在氧存在下还原NOx(通常用氨)以形成氮和H20。“废气”是指任何在工业过程或操作中以及通过内燃机(如来自任何形式的机动车辆)形成的废气。本文使用的词语“选自(chosen from) ”或“选自(selected from) ”是指选择单一的组分或两个(或更多)组分的组合。例如，本文描述的大结晶、不含有机物的菱沸石的金属部分可以选自铜和铁，其意味着金属可以包含铜或铁，或者铜和铁的组合。本申请公开了包含选自碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物的第一金属，以及选自铁、铜或其混合物的第二金属的材料。碱土金属是位于元素周期表第2主族的6种元素。可以包含在本申请中作为第一金属使用的碱土金属的非限制性实例包括镁、钙、锶或钡，或其混合物。碱金属是位于元素周期表第I主族的6种元素，不包括氢。可以包含在本申请中作为第一金属使用的碱金属的非限制性实例包括钾、铷、铯或其混合物。在一个实施方案中，所述材料可以包含具有双6环(d6r)构造单元和8环开孔的晶体结构，如国际沸石协会结构委员会定义的结构代码为CHA、LEV、ΑΕΙ、AFT、AFX、EAB、ER1、KF1、SAT、TSC 和 SAV 的骨架类型所示例的(Ch.Baerlocher, L.B.McCusker andD.H.0lson, Atlas of Zeolite Framework Types, 6th revised edit1n, Elsevier, Amsterdam, 2007) . 例如，微孔结晶材料可以包含微孔硅铝酸盐沸石，如硅铝酸盐菱沸石。本文所述的材料通常具有3至10，如5至7的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)。所述材料可以通过不使用有机结构导向剂(OSDA)的方法来合成。理解的是，包括例如镁、钙、锶、钡、镧、铈、镨、钕、混合的稀土氧化物、钾、铷、铯或其混合物的第一金属，以及例如铜或铁或其混合物的第二金属可以通过液相或固体离子交换、浸溃或直接合成结合来引入。如本领域技术人员会理解的是，第一和第二金属可以通过液相或固体离子交换、浸溃或直接合成结合来弓丨入到材料中。在一个实施方案中，第一金属的量为材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微孔结晶硅铝磷酸盐(SAPO)材料，其中所述材料具有3至5埃的开孔，并且包含碱土金属、稀土金属、碱金属或其混合物以及铜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎鸿昕，W·E·科米尔，B·莫登，
申请(专利权)人：PQ公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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