一种抗高温水热老化Cu-SSZ-13分子筛催化剂的合成方法及应用技术

本发明专利技术创造提供了抗高温水热老化Cu

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的合成方法及应用

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[0001]本专利技术涉及一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的合成方法及应用，属于化工合成技术及其应用领域。

技术介绍
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[0002]氮氧化物作为一种主要的大气污染物主要来源于工厂废气和机动车尾气，其对环境造成的危害日益引发关注。而柴油车尾气氮氧化物(NO
x
)污染已经成为我国大气污染中最突出的问题之一。在移动源脱硝中，氨气选择性催化还原 (NH3‑
SCR)消除氮氧化物(NO
x
)以其高效、低成本的优势成为目前最具潜力和最广泛应用的脱硝技术。
[0003]沸石催化剂由于其较高的催化活性和较宽的温度窗口得到了广泛关注和研究，菱沸石分子筛是CHA型拓扑结构，具有三维细孔结构和正交对称性，一维主孔道由双八元环构成，孔口尺寸0.38nm
×
0.38nm，骨架密度为14.5。CHA 分子筛拓扑结构是由双6圆环(d6r)经由4元环连接形成CHA大笼，这种d6r 晶面朝向CHA大笼，Cu离子在高温下能够稳定在d6r中，分子筛中的Cu离子会发生迁移，这也是小孔分子筛具有SCR反应潜力的独特物化特性的 Cu
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SSZ
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13分子筛。研究表明Cu
2+
独特存在于d6r的面上，而(CuOH)
+
位于8元环附近作为活性组分存在。SSZ/>‑
13和SSZ
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62分子筛是典型CHA结构菱沸石分子筛，可以用作裂化催化剂、MTO反应催化剂、氮氧化物还原催化剂，而作为利用选择性催化还原(SCR)的氮氧化物还原催化剂而被广泛使用。在Cu
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SSZ
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13 分子筛催化剂在NH3‑
SCR反应活性位特性已经被广泛研究了，SSZ
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13分子筛分子筛骨架活性位都是等同的，这使得这种催化剂更容易表征。
[0004]对于分子筛催化剂的改性可以影响分子筛的微观结构，对铜活性组分产生较大的影响从而改变其物理化学特性，因其分子筛总体性能的变化。
[0005]Ce改性可以很好的改善CHA铜分子筛催化剂的抗水热老化性能，在一锅法制备Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的过程中加入Ce元素操作简单且可以很好的提高催化剂的性能。

技术实现思路
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[0006]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的制备方法及应用，增强了分子筛载体的抗高温水热老化性能，在满足国六标准要求基础上进一步提高了催化剂的耐久性，又维持甚至提高了其催化性能，该催化剂用于机动车的后处理装置上将提高其可靠性和使用寿命。
[0007]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0008]一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂，至少包括如下步骤：
[0009]S1、将一定质量的NaAlO2，CuSO4，TEPA模板剂，NaOH按照一定次序依次溶解于一定质量的去离子水中并搅拌一定的时长；
[0010]S2、将一定量的硅溶胶和去离子水加入上述的混合溶液中兵搅拌一定时长；
[0011]S3、加入一定质量的晶种后在一定温度下搅拌一定时长后加入一定质量的 Ce
(NO3)3六水合物后搅拌一定时长；
[0012]S4、将上述混合液装入不锈钢反应釜后放入防爆烘箱中加热一定时长，结束后过滤、洗涤、干燥；
[0013]S5、将上述所得样品加入一定pH的硝酸溶液中搅拌一定时长，过滤、洗涤、干燥、焙烧之后得到催化剂成品。
[0014]本专利技术所述的一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂增强了分子筛载体的抗高温水热老化性能，在满足国六标准要求基础上进一步提高了催化剂的耐久性，又维持甚至提高了其催化性能，该催化剂用于机动车的后处理装置上将提高其可靠性和使用寿命。
[0015]该方法进一步改良了传统的分子筛催化剂的性能，使得该催化剂在 300～600℃的温度窗口内具有高催化活性，在800℃以上的水热老化条件下仍然可以在一定程度上保持分子筛的结构和活性组分的稳定性，从总体上改善了其抗水热老化能力，催化剂在恶劣条件下工作的效果提升尤其明显，对于后处理装置的可靠性和使用寿命有明显提升，具有较高的实际推广应用价值。
[0016]进一步的，所述S1中先将1～10g NaAlO2溶解于30～50g的去离子水中，搅拌0.5～1h。
[0017]进一步的，将10g左右硫酸铜溶于上述偏铝酸钠溶液中，搅拌0.5～1h。
[0018]进一步的，将5～20gTEPA模板剂加入上述混合液中，搅拌0.5～1h。
[0019]进一步的，将10g左右NaOH溶于上述混合液中，搅拌0.5～1h。
[0020]进一步的，所述S1中的加热温度为50～100℃之间，保持恒定的加热温度。
[0021]进一步的，所述S1中的搅拌速率在100～300转/min之间，保持恒定的搅拌速度。
[0022]水浴恒温状态下搅拌进行制备，具备如下优点：水浴条件下加热保持温度恒定和均匀，防止局部温度过高过低引起结构成型的偏差，维持溶液量的恒定防止水分的快速蒸发引起混合程度不够，恒定的搅拌速度和充足的搅拌时长有利于所加入的各种有机物和无机物的均匀混合，为后续分子筛结构的成型奠定条件。
[0023]进一步的，所述S2中先加入20～50ml的硅溶胶作为硅源，同时加入10～30 ml的去离子水防止溶液过于黏稠。
[0024]S2结束之后已经具备了一锅法合成Cu
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SSZ
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13催化剂的大部分条件。
[0025]进一步的，S3中加入晶种的质量在0.01～0.1g不等，按需加入。
[0026]进一步的，所述加热温度为50～100℃之间，保持恒定的加热温度。
[0027]进一步的，所述搅拌速率在100～300转/min之间，保持恒定的搅拌速度。
[0028]进一步的，所述S4中不锈钢反应釜的加热温度在100～200℃之间，晶化时长在72h以上以保证可以形成良好的CHA结构。
[0029]进一步的，所述抽滤洗涤过程的清水和催化剂溶液比例为5：1以上以保证催化剂表面基本没有金属离子残留。
[0030]进一步的，对抽滤所得溶液进行烘干，初步制得催化剂粉末，但是此时催化剂得铜含量仍然较高。
[0031]进一步的，所述S5中将0.5～2g的样品粉末加入100～200ml的pH为1的硝酸溶液中。
[0032]进一步的，将S5中的分子筛酸溶液在50～100℃之间的固定温度下搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：至少包括如下步骤：S1、将一定质量的NaAlO2，CuSO4，TEPA模板剂，NaOH按照一定次序依次溶解于一定质量的去离子水中并加热、搅拌一定的时长；S2、将一定量的硅溶胶和去离子水加入上述的混合溶液中兵搅拌一定时长；S3、加入一定质量的晶种后在一定温度下搅拌一定时长后加入一定质量的Ce(NO3)3六水合物后搅拌一定时长；S4、将上述混合液装入不锈钢反应釜后放入防爆烘箱中加热一定时长，结束后过滤、洗涤、干燥；S5、将上述所得样品加入一定pH的硝酸溶液中搅拌一定时长，过滤、洗涤、干燥、焙烧之后得到催化剂成品。2.根据权利要求1所述的一种抗高温水热老化的分子筛SCR催化剂的制备方法，其特征在于：所述S1中先后依次加入NaAlO2，CuSO4，TEPA模板剂，NaOH。3.根据权利要求1所述的一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：所述S1中每次加入药品之后均需在一定的搅拌速率下搅拌混和0.5～3h。4.根据权利要求1所述的一种抗高温水热老化Cu
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SSZ
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13分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：所述S1中的NaAlO2质量在20～50g之间，其他药品的质量在20g以下。5.根据权利要求1所述的一种抗高温水热老化Cu...

【专利技术属性】
技术研发人员：申倩，郭奔，刘卫民，李可，王维通，
申请(专利权)人：固安迪诺斯环保设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：