提高Cu-SSZ-13分子筛水热稳定性的方法及所得产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种提高Cu

【技术实现步骤摘要】
提高Cu
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SSZ
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13分子筛水热稳定性的方法及所得产品和应用


[0001]本专利技术涉及一种提高Cu
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SSZ
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13分子筛水热稳定性的方法，还涉及按照此方法制得的高水热稳定性的锆改性的Cu
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SSZ
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13分子筛以及该分子筛的应用，属于催化剂


技术介绍

[0002]氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，是形成酸雨、雾霾、光化学烟雾、臭氧浓度增加等环境问题的重要前体物。目前，选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction，SCR）是国际上公认最有效且应用最为广泛的NO
x
脱除技术。SCR技术的关键是开发高效稳定的催化剂，宽阔的反应温度窗口和优良的抗水抗硫等性能也成为决定催化剂能否实用化的主要因素。
[0003]目前，已商业化的SCR催化剂主要是V2O5‑
WO3/TiO2（VWTi）和Cu基小孔分子筛催化剂。前者曾作为固定源、移动源脱硝主要使用的催化剂，但随着柴油车等排放标准的日益严苛，VWTi催化剂极易受到颗粒物捕集器（DPF）再生产生的高温、高湿而失活。此外，VWTi催化剂在高于550
ꢀ°
C的环境下会发生活性组分V的挥发，导致活性下降的同时会产生生物毒性，因此，对SCR催化剂的高温活性和稳定性也提出了很高的要求。Cu基小孔分子筛，特别是Cu
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SSZ
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13，是一种活性温度窗口较宽的SCR催化剂，但其活性组分Cu
2+
离子易在高温水热老化时聚集形成CuO
x
，而使活性下降，因此其水热稳定性仍有待提高。
[0004]针对这一问题，国外研究者通过对Cu
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SSZ
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13进行修饰和改性来提高其高温水热稳定性。CN111135860A利用稀土金属（镧、铈、钕、钇、镱、钐或铌）修饰，使一步合成法制备的低硅铝比Cu
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SSZ
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13水热稳定性有所提高。CN112675900A利用Fe改性CuFe
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SSZ
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13催化剂、配合特定的焙烧制备方式，提高了催化剂的抗水硫中毒能力和老化性能。但上述催化剂的活性并不十分理想，仍有较大的改进空间。CN111420704A、CN112517056A和CN105944753A分别利用CeO2、Al2O3和介孔硅铝酸盐复合物与Cu
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SSZ
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13分子筛复合，使催化剂的高温水热老化性能显著提高，但由于氧化物包覆在分子筛的外部，使催化剂的低温活性有所降低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种提高Cu
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SSZ
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13分子筛水热稳定性的方法，该方法通过氧化锆对Cu
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SSZ
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13分子筛进行改性，既大大提高了Cu
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SSZ
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13分子筛的水热稳定性，又使其具有优异的SCR活性，具有广阔的应用前景。
[0006]本专利技术具体技术方案如下：一种提高Cu
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SSZ
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13分子筛水热稳定性的方法，该方法是：将氧化锆负载到Cu
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SSZ
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13分子筛上，以提高Cu
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SSZ
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13分子筛的水热稳定性。
[0007]进一步的，氧化锆均匀负载在Cu
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SSZ
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13分子筛骨架上，即分散在Cu
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SSZ
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13分子筛的外表面，又分散在Cu
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SSZ
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13分子筛的孔隙表面。氧化锆的存在能阻止Cu
2+
离子在高温水热老化时聚集形成CuO
x
，提高其水热稳定性。
[0008]进一步的，氧化锆的负载量为Cu
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SSZ
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13分子筛质量的0.1
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10.0 wt.%。负载量可以根据IPS或EDS来计算。
[0009]进一步的，氧化锆的负载方式为：将锆盐水溶液或醇溶液均匀附着到Cu
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SSZ
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13分子筛表面和孔隙表面，然后干燥后焙烧，实现氧化锆的负载，得到高水热稳定性的Cu
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SSZ
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13分子筛，也可以称之为高水热稳定性的锆改性的Cu
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SSZ
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13分子筛。
[0010]进一步的，所述锆盐为Zr(NO3)4、ZrO(NO3)2或Zr(CH3COO)4。
[0011]进一步的，锆盐水溶液或醇溶液的浓度优选为0.1
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1.0 mol/L。锆盐醇溶液优选为乙醇溶液。
[0012]进一步的，锆盐水溶液或醇溶液可以通过现有技术中常用的方式附着到Cu
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SSZ
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13分子筛上，例如浸渍的方式或者超声喷雾的方式。优选的，超声喷雾的方式能够更好的使氧化锆均匀分散到Cu
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SSZ
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13分子筛上。
[0013]进一步的，浸渍的方式为：将Cu
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SSZ
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13分子筛浸渍到锆盐水溶液或醇溶液中，直至负载量满足要求。超声喷雾的方式为：将锆盐水溶液或醇溶液雾化，形成的喷雾均匀喷在Cu
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SSZ
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13分子筛上，直至负载量满足要求。
[0014]在本专利技术某一具体实施方式中，超声喷雾的方式为：将锆盐水溶液或醇溶液用雾化器制成喷雾，雾化频率为1
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2 Hz，然后以空气或氮气为载气喷到Cu
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SSZ
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13分子筛上，载气的流速为50
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150 mL/min，雾化温度为70
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200
ꢀ°
C。
[0015]进一步的，干燥温度为70
‑
105
ꢀ°
C。
[0016]进一步的，焙烧在空气中进行，焙烧温度为550
‑
650
ꢀ°
C，焙烧时间为1
−
10 h。
[0017]进一步的，焙烧在干燥空气中进行，流速为50
‑
200 mL/min。
[0018]进一步的，本专利技术所述的Cu
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SSZ
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13分子筛可以按照现有技术中公开的任意方法进行制备，这对本领域技术人员不具有难度。在本专利技术某一具体实施方式中，采用的是一种特殊的制备方法，所得Cu
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SSZ
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13分子筛具有更为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高Cu
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SSZ
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13分子筛水热稳定性的方法，其特征是：将氧化锆负载到Cu
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SSZ
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13分子筛上，以提高Cu
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SSZ
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13分子筛的水热稳定性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：氧化锆均匀负载在Cu
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SSZ
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13分子筛的外表面以及孔隙表面。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：氧化锆的负载量为Cu
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SSZ
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13分子筛质量的0.1
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10.0 wt.%。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征是：氧化锆的负载方式为：将锆盐水溶液或醇溶液均匀附着到Cu
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SSZ
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13分子筛表面和孔隙表面，然后干燥后焙烧，得到高水热稳定性的Cu
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SSZ
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13分子筛。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：焙烧在空气中进行，焙烧温度为550
‑
650℃，焙烧时间为1
−
10 h。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征是：锆盐为Zr(NO3)4、ZrO(NO3)2或Zr(CH3COO)4；锆盐水溶液或醇溶液的浓度优选为0.1
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1.0 mol/L。7.根据权利要求4或5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛颖，李盼，张昭良，张寒雪，贾俊秀，韩东旭，张正辉，王进，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：