Ce-Cu/SAPO-34分子筛的制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种Ce

【技术实现步骤摘要】
Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及分子筛领域，特别是涉及一种Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]大气中NO
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的排放主要来自于两方面：燃煤火电厂及与燃烧相关工业为代表的固定源排放和以机动车尾气为代表的移动源排放。近些年来，随着国民经济的快速持续发展、城市化进程不断加快，我国机动车的生产量和保有量持续增长。机动车数量的增加致使机动车尾气排放污染物在大气污染中的分担率逐年增加，成为城市大气污染的一个主要来源。随着我国排放标准的逐步提高，对技术的需求也越来越高。需要以更加先进的技术和更加新颖的理念，加强NO
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控制技术和原理的研究，从而开发出适合中国国情并拥有自主知识产权的脱硝技术和高效催化剂。
[0003]虽然钒钨(钼)钛催化剂体系广泛工业化用于固定源NO
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的脱除，但由于V2O5具有生物毒性，且机动车尾气温度较高，亦会造成活性组分V2O5的升华、脱落或晶型的转化，对人体健康和生态环境带来潜在的危害，美国和日本相继发布禁止将钒基催化剂用移动源NO
x
的净化。因此，需开发新型催化剂体系以替换传统钒基催化剂，并且对环境友好、高效稳定的催化剂是未来NH3‑
SCR催化剂领域未来发展的方向和研究热点。
[0004]在SCR催化剂中，铜分子筛表现出良好的催化活性，含铜的Cu/>‑
SAPO
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34分子筛是一种重要的催化剂，它不仅拥有传统分子筛比表面积大、孔道均匀、吸附能力强等诸多优点，同时在分子筛的骨架中引入了铜离子从而大量增加了分子筛的催化活性位点，使其具有了更加高效的催化活性。并且在在化学工业、环境保护等领域取得了广泛的应用。
[0005]许多含有双金属(Fe、V、Cr、Cu、Co和Mn)的Cu
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SAPO
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34催化剂具有良好的低温SCR活性，特别是在200～300℃之间，这也正是机动发动机车辆NO
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排放的正常温度范围。近年来，才有研究者逐渐对负载双金属的分子筛催化剂进行研究，比如采用离子交换法将Cu和Mn共掺杂在ZSM
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5和SAPO
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34上，通过对比单活性组分的Cu
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ZSM
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5和Cu
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SAPO
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34，当温度为200℃时，双金属负载的催化剂NO
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转化率均达到70％以上，同时发现Cu
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Mn/SAPO
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34的水热稳定性和抗碳氢类化合物性能明显高于Cu
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Mn/ZSM
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5。Ce作为常见的稀土元素，来源很丰富，且氧化还原性能较好，很早就被应用于催化领域。但目前采用负载双金属较多的方法是离子交换法和浸渍法，均需消耗大量的时间，并且在合成过程中需要反复的煅烧过程，不仅繁琐耗时而且增加了能耗，同时离子交换的过程会产生大量的废液废水，浪费资源且污染环境，因此，开发一种绿色、简便的一步法水热合成Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛催化剂的方法是有重要意义和价值的。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对目前双金属Cu
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SAPO
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34分子筛在离子交换过程中会产生大量的废液，污染环境，以及制备成本高难能耗高等问题，提出一种一步水热合成Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，该制备方法简单、经济、环境友好。
[0007]一种Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，包括如下步骤：
[0008](a)将磷源、铝源与水混匀，得到混合物一；将硅源、模板剂与水混匀，得到混合物二；将铈源、铜源、四乙烯五胺与水混匀，得到混合物三；
[0009](b)将所述混合物一、二、三混匀，得到前驱体溶液；
[0010](c)将所述前驱体溶液进行晶化反应，得到结晶产物；
[0011](d)将所述结晶产物洗涤、干燥、焙烧，得到所述Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛。
[0012]在其中一个实施方式中，所述前驱体溶液中，以摩尔比计，磷源:铝源:硅源:模板剂:铜源:四乙烯五胺:铈源:水＝(1～10):(1～10):1:(1～5):(0.05～1):(0.05～5):(0.0001～0.01):(50～500)。
[0013]在其中一个实施方式中，所述磷源选自正磷酸；所述铝源选自拟薄水铝石和/或异丙醇铝；所述硅源选自中性硅溶胶、多孔硅、气相SiO2和正硅酸四乙酯中的至少一种；所述模板剂选自吗啡啉、二乙胺、三乙胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和四丙基氢氧化铵中的至少一种。
[0014]在其中一个实施方式中，所述铜源选自硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜、溴化铜和碘化铜中的至少一种；所述铈源选自硝酸铈、硫酸铈、醋酸铈和三氯化铈中的至少一种。
[0015]在其中一个实施方式中，所述混匀采用搅拌的方式；制备混合物一的搅拌转速为200
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650rad/min，搅拌时间为15
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150min；制备混合物二的搅拌转速为150
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450rad/min，搅拌时间为30
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200min；制备混合物三的搅拌转速为100
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500rad/min，搅拌时间为30
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150min。
[0016]在其中一个实施方式中，制备前驱体溶液的搅拌转速为200
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800rad/min，搅拌时间为30
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300min。
[0017]在其中一个实施方式中，所述晶化反应的温度为150
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220℃，晶化反应的时间为12
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150h。
[0018]在其中一个实施方式中，所述洗涤方式为抽滤、离心或静置过滤；干燥的温度为60
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150℃，干燥的时间为5
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20h。
[0019]本专利技术还提供一种Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛，采用任一项所述的Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法制备而成。
[0020]本专利技术还提供所述的Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛在机动车尾气氨选择性氧化还原脱除氮氧化物反应中的应用。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]由于目前现有的双金属协调的Cu
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SAPO...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将磷源、铝源与水混匀，得到混合物一；将硅源、模板剂与水混匀，得到混合物二；将铈源、铜源、四乙烯五胺与水混匀，得到混合物三；(b)将所述混合物一、二、三混匀，得到前驱体溶液；(c)将所述前驱体溶液进行晶化反应，得到结晶产物；(d)将所述结晶产物洗涤、干燥、焙烧，得到所述Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛。2.根据权利要求1所述的Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中，以摩尔比计，磷源:铝源:硅源:模板剂:铜源:四乙烯五胺:铈源:水＝(1～10):(1～10):1:(1～5):(0.05～1):(0.05～5):(0.0001～0.01):(50～500)。3.根据权利要求1所述的Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，其特征在于，所述磷源选自正磷酸；所述铝源选自拟薄水铝石和/或异丙醇铝；所述硅源选自中性硅溶胶、多孔硅、气相SiO2和正硅酸四乙酯中的至少一种；所述模板剂选自吗啡啉、二乙胺、三乙胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和四丙基氢氧化铵中的至少一种。4.根据权利要求1所述的Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，其特征在于，所述铜源选自硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜、溴化铜和碘化铜中的至少一种；所述铈源选自硝酸铈、硫酸铈、醋酸铈和三氯化铈中的至少一种。5.根据权利要求1所述的Ce
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Cu/SAPO
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34分子筛的制备方法，其特征在于，所述混匀采用搅拌的方式；制备混合物一的搅拌转速为200...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永厚，邱爽，吴浩然，付佳辉，董文涛，贺高红，
申请(专利权)人：大连理工大学盘锦产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：