Cu-SSZ-39分子筛及其制备方法与DeNOx催化剂技术

本发明专利技术提供了一种Cu

【技术实现步骤摘要】
Cu
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SSZ
‑
39分子筛及其制备方法与DeNOx催化剂


[0001]本专利技术涉及催化材料
，尤其涉及一种Cu
‑
SSZ
‑
39分子筛及其制备方法与DeNOx催化剂。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，社会的进步，人们越来越离不开交通工具(移动源)，其中机动车是当前最重要的一种交通工具。然而伴随着车辆数量的急剧增加，柴油车尾气排放污染问题日渐严重，虽然柴油车的保有量仅占全国汽车保有总量的9.4％，但是柴油车排放的NOx接近汽车排放总量的70％。随着减排工作的深入推进，2020年实施的国六排放法规相比于国五排放标准，对NOx排放限值加严了42％。因此，柴油车发动机中NOx的消除方法愈加受到重点关注。
[0003]柴油车尾气中的NOx形成途径为：N2与O2在高温条件下生成NO，NO进入大气后逐渐被氧化成NO2。
[0004]现有技术制备的常规Cu
‑
SSZ
‑
39分子筛分子筛硅铝比较低，酸强度较小，不利于低温下柴油车脱硝。需要提出一种针对低温DeNOx催化剂活性差这一问题的解决方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种Cu
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SSZ
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39分子筛及其制备方法与DeNOx催化剂。本专利技术提供的Cu
‑
SSZ
‑
39分子筛具有较高的相对结晶度、硅铝比、酸度和热稳定性，并且具有良好的低温DeNOx反应活性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种Cu
‑
SSZ
‑
39分子筛的制备方法，该制备方法包括：
[0007]S1，利用酸性物质对第一分子筛与第二分子筛进行预处理，将预处理后的第一分子筛、预处理后的第二分子筛、硅源、碱源、有机模板剂、水混合，得到凝胶，该凝胶的化学组成满足以下摩尔比：(10
‑
100)MOH：Al2O3：(10
‑
100)SiO2：(500
‑
1000)H2O：(5
‑
20)R，其中，R为有机模板剂，MOH为碱源；所述第一分子筛包括Y分子筛，所述第二分子筛包括Beta分子筛和/或ZSM
‑
5分子筛，所述第一分子筛(未经预处理)与第二分子筛(未经预处理)的质量比为1
‑
50：1；
[0008]S3，将所述凝胶晶化、焙烧，得到SSZ
‑
39分子筛；
[0009]S5，将SSZ
‑
39分子筛进行铜离子交换，得到所述Cu
‑
SSZ
‑
39分子筛。
[0010]在上述制备方法中，MOH代表碱源，MOH中阳离子与OH
‑
离子的配位数根据化学平衡原则确定、二者配位数不限于1。所述碱源MOH包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等中的一种或两种以上的组合。
[0011]在上述制备方法中，S1中，通过对原料第一分子筛、第二分子筛进行预处理引入缺陷位，诱导合成出高性能SSZ
‑
39分子筛，进而在后续铜离子交换过程中诱导铜离子分布均匀，避免CuO团聚，使暴露出的参与氧化还原反应的金属位点增多，增强了高的金属位点。
[0012]在一些具体实施方案中，S1中，所述酸性物质的质量与第一分子筛与第二分子筛总质量的比例为(0.005
‑
0.1)：1。
[0013]在本专利技术的具体实施方案中，所述第一分子筛和第二分子筛可以同时与酸性物质混合进行预处理，也可以分别与酸性物质混合进行预处理。当第一分子筛和第二分子筛分别与酸性物质混合进行预处理时，可以根据酸性物质的总质量与第一分子筛与第二分子筛总质量的比例(0.005
‑
0.1)：1、以及第一分子筛和第二分子之间的用量比，通过等比例分配的方式确定分别用于处理第一分子筛和第二分子的酸性物质的量。
[0014]在一些具体实施方案中，S1中，所述第一分子筛(未经预处理)与第二分子筛(未经预处理)的质量比一般控制为1
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50：1，优选为4
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30：1，例如4
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27：1等。
[0015]在一些具体实施方案中，S1中，所述预处理的温度可以控制为0℃
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85℃，例如为20
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85℃、25℃
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85℃、20℃
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70℃等。
[0016]在一些具体实施方案中，S1中，所述预处理的时间可以控制为0.5h
‑
10h，例如为1h
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7h。
[0017]在一些具体实施方案中，S1中，所述预处理的过程通常在搅拌条件下进行。
[0018]在一些具体实施方案中，S1中，预处理所用的酸性物质一般包括有机酸、无机酸、强酸弱碱盐中的一种或两种以上的组合。其中，所述有机酸可以包括草酸、柠檬酸等；所述无机酸可以包括盐酸、硫酸、硝酸等中的一种或两种以上的组合；所述强酸弱碱盐可以包括硫酸铝、硝酸铝、氯化铝等中的一种或两种以上的组合。
[0019]在一些具体实施方案中，以SiO2和Al2O3计，所述Y分子筛的硅铝摩尔比一般控制为≥5.3：1、例如为≥5.5:1，具有上述硅铝摩尔比的Y分子筛具有较高的稳定性。所述Y分子筛可以是本领域的常用分子筛，如NaY分子筛等。
[0020]在一些具体实施方案中，以SiO2和Al2O3计，所述Beta分子筛的硅铝摩尔比一般控制为15
‑
50：1，具有上述硅铝摩尔比的Beta分子筛具有较多的酸量。
[0021]在一些具体实施方案中，以SiO2和Al2O3计，所述ZSM
‑
5分子筛的硅铝摩尔比一般控制为30
‑
60：1，具有上述硅铝摩尔比的ZSM
‑
5分子筛具有较多的酸量。
[0022]在一些具体实施方案中，所述硅源可以包括水玻璃、硅溶胶、白炭黑、正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯等中的一种或两种以上的组合。
[0023]在一些具体实施方案中，所述有机模板剂可以包括N,N
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二甲基
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N,N
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双环壬烷、2,2,6,6
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四甲基N,N
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二甲基哌啶、N
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环辛烷基
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吡啶、2,2,6,6
‑
四甲基
‑
N
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乙基哌啶、2
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乙基
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N,N
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二甲基哌啶、3,5
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二甲基
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N,N
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二甲基哌啶、四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四乙基氢氧化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu
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SSZ
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39分子筛的制备方法，该制备方法包括：S1，利用酸性物质对第一分子筛和第二分子筛进行预处理，将预处理后的第一分子筛、预处理后的第二分子筛、硅源、碱源、有机模板剂、水混合，得到凝胶，该凝胶的化学组成满足以下摩尔比：(10
‑
100)MOH：Al2O3：(10
‑
100)SiO2：(500
‑
1000)H2O：(5
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20)R，其中，R为有机模板剂，MOH为碱源；所述第一分子筛包括Y分子筛，所述第二分子筛包括Beta分子筛和/或ZSM
‑
5分子筛，所述第一分子筛与第二分子筛的质量比为1
‑
50：1；S3，将所述凝胶晶化、焙烧，得到SSZ
‑
39分子筛；S5，将SSZ
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39分子筛进行铜离子交换，得到所述Cu
‑
SSZ
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39分子筛。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S1中，所述酸性物质的质量与第一分子筛和第二分子筛总质量的比例为(0.005
‑
0.1)：1；优选地，所述预处理的温度为0℃
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85℃、更优选为20℃
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85℃；优选地，所述预处理的时间为0.5h
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10h、更优选为1h
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7h；优选地，所述第一分子筛与第二分子筛的质量比为4
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30：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S1中，所述酸性物质包括有机酸、无机酸、强酸弱碱盐中的一种或两种以上的组合；优选地，所述有机酸包括草酸和/或柠檬酸，所述无机酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或两种以上的组合，所述强酸弱碱盐包括硫酸铝、硝酸铝、氯化铝中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S1中，以SiO2和Al2O3计，所述Y分子筛的硅铝摩尔比为≥5.3：1，优选为≥5.5:1；以SiO2和Al2O3计，所述Beta分子筛的硅铝摩尔比为15
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50:1；以SiO2和Al2O3计，所述ZSM
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5分子筛的硅铝摩尔比为30
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60:1；所述硅源包括水玻璃、硅溶胶、白炭黑、正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯中的一种或两种以上的组合；所述有机模板剂包括N,N
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二甲基
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N,N
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双环壬烷、2,2,6,6
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四甲基N,N
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二甲基哌啶、N
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环辛烷基
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吡啶、2,2,6,6
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四甲基
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N
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乙基哌啶、2
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乙基
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N,N
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二甲基哌啶、3,5
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二甲基
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N,N
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二甲基哌啶、四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四乙基氢氧化铵、四乙基溴化铵、正丁胺、三乙胺、乙二胺中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S3中，所述晶化的温度为100
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180℃，所述晶化的时间为24h
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80h；所述焙烧的温度为300℃
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700℃，所述焙烧的时间为1h
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10h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S5包括将SSZ
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39分子筛进行铵交换、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭冬冬，刘中清，孟波，赵峰，邓兆敬，梁武洋，程从礼，
申请(专利权)人：中化学科学技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：