本发明专利技术提供了一种Cu-SAPO-34分子筛催化剂、制备方法及其用途。所述方法包括以下步骤：将拟薄水铝石加入去离子水中进行搅拌，然后加入气相二氧化硅或硅溶胶中的一种和正磷酸，待混匀后加入硫酸铜和四乙烯五胺，充分搅拌后加入二乙胺、三乙胺或正丙胺。将搅拌完全的凝胶装入水热反应釜中晶化，然后室温冷却，将固体结晶产物与母液分离，洗涤至中性，干燥，在空气中在600～850℃焙烧，得到Cu-SAPO-34分子筛催化剂。本发明专利技术采用一步水热合成法制备Cu-SAPO-34分子筛催化剂，并通过控制硫酸铜-四乙烯五胺、气相二氧化硅或硅溶胶的投入量以及焙烧温度，得到NH3-SCR催化活性和水热稳定性优异的分子筛催化剂。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了。所述方法包括以下步骤：将拟薄水铝石加入去离子水中进行搅拌，然后加入气相二氧化硅或硅溶胶中的一种和正磷酸，待混匀后加入硫酸铜和四乙烯五胺，充分搅拌后加入二乙胺、三乙胺或正丙胺。将搅拌完全的凝胶装入水热反应釜中晶化，然后室温冷却，将固体结晶产物与母液分离，洗涤至中性，干燥，在空气中在600?850°C焙烧，得到Cu-SAP0-34分子筛催化剂。本专利技术采用一步水热合成法制备Cu-SAPO-34分子筛催化剂，并通过控制硫酸铜-四乙烯五胺、气相二氧化硅或硅溶胶的投入量以及焙烧温度，得到NH3-SCR催化活性和水热稳定性优异的分子筛催化剂。【专利说明】—种Cu-SAPO-34分子筛催化剂、制备方法及其用途
本专利技术属于催化剂
，涉及一种Cu-SAPO-34分子筛催化剂、制备方法及其用途。
技术介绍
以NH3为还原剂选择性催化还原NOx即NH3-SCR技术，在催化去除NOx的过程中具有极为重要的作用，其关键核心是SCR催化剂体系的开发。由于柴油车运行工况多变、排气温度变化幅度大、尾气组成复杂、流量变化快等特点，优良的车用催化剂需具备以下性能:在较宽温度窗口有较高催化活性、水热稳定性高、机械强度高、抗SO2和HC中毒能力强、抗高空速能力强等。而目前常用的V2O5-WO3(MoC)3VT12催化剂虽然已经工业应用多年，但仍存在着一些自身无法克服的缺点，例如操作温度窗口较窄、高温时N2O大量生成造成N2生成选择性下降、SO2向SO3氧化严重以及活性组分V2O5具有生物毒性、危害人体健康等。因此，开发新型非钒NH3-SCR催化剂体系成为科研人员和NOx排放控制工作者研究的热点。 小孔分子筛Cu-SAPO-34由于其同时具备高活性、高N2选择性和优异的水热稳定性和抗HC中毒能力而受到广泛关注。目前大部分报道的Cu-SAPO-34分子筛均采用铜盐前驱体与SAP0-34分子筛进行离子交换制备得到。离子交换法涉及交换、过滤、洗涤等过程，且由于SAP0-34分子筛孔道尺寸和交换容量的限制，要提高Cu负载量需要重复交换步骤或延长交换时间，很大程度上限制了 Cu-SAPO-34分子筛的研究和应用。 CN 102259895A公开了供一种以金属-胺-络合物作为模板剂合成磷硅铝分子筛的方法。该方法是将薄水铝石或氢氧化铝加入去离子水，逐滴加入磷酸，搅拌后加入无定形二氧化硅；待混均后依次加入二价金属盐和有机胺，使凝胶的PH值达到7?9之间，室温下搅拌12小时后，装入反应釜中晶化反应，将固体结晶产物洗涤至中性，干燥后得到分子筛粉末，然后在550°C焙烧，得到去除模板剂的分子筛产品。但是，铜含量如果过高，容易形成较多的CuO，高温段(350-550°C )发生非选择性氧化还原NH3,导致催化活性和N2选择性降低。焙烧温度如果偏低，作为模板剂的有机胺不能完全去除，导致分子筛的结晶度较低，比表面积和孔容偏小，催化活性也会降低。
技术实现思路
针对已有技术的问题,本专利技术的目的之一在于提供一种Cu-SAPO-34分子筛催化剂的制备方法，采用该方法得到的催化剂具有优异的NH3-SCR催化活性和水热稳定性。 为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案: 一种Cu-SAPO-34分子筛催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤: (I)将拟薄水铝石加入去离子水中进行搅拌，然后加入气相二氧化硅或硅溶胶中的任意一种和正磷酸，待混匀后加入硫酸铜和四乙烯五胺，充分搅拌后加入二乙胺、三乙胺或正丙胺； (2)将搅拌完全的凝胶装入水热反应釜中晶化，晶化反应完成后室温冷却，将固体结晶产物与母液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，然后在空气中在600?850°C焙烧，SP得到Cu-SAPO-34分子筛催化剂； 在该方法中，控制各反应物的用量使得反应体系中具备下述质量配比关系，即 Al2O3' P205、Si02、H20、硫酸铜-四乙烯五胺和有机胺的摩尔比为1:1.14:0.25? 0.8:75:0.04?0.5:3.4。其中，有机胺为二乙胺、三乙胺或正丙胺。 在Cu-SAPO-34分子筛催化剂的制备过程中，焙烧温度直接影响分子筛的结晶度和催化活性；过渡金属铜因其负载量不同，铜的状态及其分布不同，导致NH3-SCR催化活性和水热稳定性有较大差异；硅含量和取代方式在一定程度上影响着催化剂的结构稳定性和水热稳定性。本专利技术采用一步水热合成法制备Cu-SAPO-34分子筛催化剂，并进一步通过控制硫酸铜-四乙烯五胺的投入量来控制铜负载量为O?10wt% (不包括O)、气相二氧化硅或硅溶胶的投入量来控制硅含量在7?IIwt %以及控制焙烧温度为600?850°C，以得到NH3-SCR催化活性和水热稳定性优异的分子筛催化剂。 在本专利技术中，控制A1203、P2O5, S12, H20、硫酸铜-四乙烯五胺和有机胺的摩尔比为 1: 1.14:0.65:75:0.04:3.4,1:1.14:0.65:75:0.08:3.4,1:1.14:0.65:75:0.12:3.4、1: 1.14:0.65:75:0.2:3.4、1: 1.14:0.65:75:0.3:3.4、1: 1.14:0.65:75:0.5:3.4、1: 1.14:0.25:75:0.12:3.4,1:1.14:0.45:75:0.12:3.4,1:1.14:0.65:75:0.12:3.4、1:1.14:0.8:75:0.12:3.4，其中，有机胺为二乙胺、三乙胺或正丙胺。 优选地，控制A1203、P2O5, S12, H20、硫酸铜-四乙烯五胺和有机胺的摩尔比为1:1.14:0.65:75:0.08?0.3:3.4，此时得到的分子筛催化剂的铜的负载量为3.14?5.57%,优选1:1.14:0.65:75:0.12:3.4，此时得到的分子筛催化剂的铜的负载量为3.44wt%。 优选地，控制A1203、P2O5, S12, H20、硫酸铜-四乙烯五胺和有机胺的摩尔比为1:1.14:0.25?0.65:75:0.12:3.4，此时得到的分子筛催化剂的硅含量为7.36?10.13%,优选1:1.14:0.45:75:0.12:3.4，此时得到的分子筛催化剂的硅含量为8.48wt%0 优选地，晶化的温度为150 ?200°C，例如 155°C、160°C、165°C、170°C、175°C、180°C、185°C、190°C 或 195°C，优选 180 °C。 优选地，晶化的温度为24?72小时，例如28小时、35小时、40小时、45小时、50小时、55小时、60小时、65小时或70小时，优选72小时。 在本专利技术中，所述干燥的温度为80_120°C，干燥的时间为6-18小时，优选所述干燥的温度为100°c,干燥的时间为12小时。 在本专利技术中，焙烧温度例如为620°C、640 V、660 V、680 V、700°C、720°C、740 V、760 V、780 V、800°C、820°C或840 V，优选所述焙烧温度为700?800 V，进一步优选700 V。 在本专利技术中，焙烧时间为3?8小时，优选5小时。 在本专利技术中，焙烧过程中的升温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Cu‑SAPO‑34分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将拟薄水铝石加入去离子水中进行搅拌，然后加入气相二氧化硅或硅溶胶中的任意一种和正磷酸，待混匀后加入硫酸铜和四乙烯五胺，充分搅拌后加入二乙胺、三乙胺或正丙胺；(2)将搅拌完全的凝胶装入水热反应釜中晶化，晶化反应完成后室温冷却，将固体结晶产物与母液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，然后在空气中在600～850℃焙烧，得到Cu‑SAPO‑34分子筛催化剂；在该方法中，控制各反应物的用量使得反应体系中具备下述质量配比关系，即Al2O3、P2O5、SiO2、H2O、硫酸铜‑四乙烯五胺和有机胺的摩尔比为1:1.14:0.25～0.8:75:0.04～0.5:3.4，其中，有机胺为二乙胺、三乙胺或正丙胺。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，牛璨，刘福东，石晓燕，肖丰收，朱龙凤，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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