System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种提高Cu-SSZ-39性能的方法及金属复合氧化物负载Cu-SSZ-39催化剂技术_技高网
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一种提高Cu-SSZ-39性能的方法及金属复合氧化物负载Cu-SSZ-39催化剂技术

技术编号:41282468 阅读:9 留言:0更新日期:2024-05-11 09:32
本发明专利技术公开了一种提高Cu‑SSZ‑39性能的方法及金属复合氧化物负载Cu‑SSZ‑39催化剂,通过将金属复合氧化物负载到Cu‑SSZ‑39表面的方式,以提高Cu‑SSZ‑39的性能,所述金属复合氧化物中的金属为铈、锰、铁中的任意两种或三种。本发明专利技术易于重复和操作,得到的金属复合氧化物负载Cu‑SSZ‑39催化剂的NH<subgt;3</subgt;‑SCR催化性能、水热稳定性和抗硫中毒能力优异,具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高cu-ssz-39性能的方法,具体涉及一种提高cu-ssz-39 nh3-scr催化活性、水热稳定性和so2耐受性的方法,还涉及一种nh3-scr催化性能、水热稳定性和抗硫中毒能力好的金属复合氧化物负载cu-ssz-39催化剂,属于催化剂。


技术介绍

1、氮氧化物(no x)作为主要的大气污染物,会造成光化学烟雾、酸雨等严重环境问题并对人体健康产生极大危害。nh3选择性催化还原(nh3-scr)技术是一种成熟、有效的no x脱除技术,在移动源尾气净化中得到广泛应用。nh3-scr技术的核心是催化剂,开发具有优异催化活性、高水热稳定性、高抗水抗硫性能的催化剂对于nh3-scr技术的发展具有重要意义。

2、钒钨钛催化剂(v2o5-wo3/tio2),作为我国国四、国五阶段的商用nh3-scr催化剂,由于活性温度窗口较窄、具有挥发性以及生物毒性等问题,已经无法满足最新排放法规。近年来,cu-ssz-13因其良好的催化活性和水热稳定性得到广泛应用。然而,scr系统置于dpf(柴油颗粒捕集器)后端,dpf再生时,催化剂不可避免的暴露在高温蒸汽中,这会造成分子筛骨架脱铝以及活性cu物质的迁移和聚集,导致cu-ssz-13分子筛催化剂的nh3-scr活性急剧下降。

3、因此,人们不仅致力于提高cu-ssz-13的水热稳定性,而且还致力于寻找稳定性更好的其他分子筛载体。moliner等人于2012年首次使用氢氧化n,n-二甲基-3,5-二甲基哌啶作为模板剂合成了cu-ssz-39(aei结构),并且通过一系列的表征测试发现它可以稳定cu2+物种,避免在水热老化过程中脱铝和铜离子迁移,具有非凡的水热稳定性。但是比起cu-ssz-13,其低温活性有所欠缺,针对上述问题,研究人员通过对cu-ssz-39进行修饰来提高其nh3-scr催化活性、so2耐受性。

4、通过在cu-ssz-39中加入金属离子作为助剂是提升cu-ssz-39性能的一种有效方式,但是金属离子作为助剂会竞争cu的离子交换位,降低cu-ssz-39的其他性能。例如,lin等人发现y3+的引入可稳定孤立cu2+和骨架结构,显著提高cu-ssz-39催化剂的水热稳定性。wang等人通过引入ce3+/mn2+增强了催化剂的氧化还原性和表面酸量,从而提高了cu-ssz-39的活性和水热稳定性,但是杂离子的引入会与cu活性位点竞争离子交换位,对于较高硅铝比的ssz-39,因为其自身离子交换位较少,杂离子引入可能会降低催化性能。cn201710100057公开了一种助剂掺杂的cu-ssz-39催化剂,当助剂金属为zr时效果最明显,所制催化剂(zr的负载量1.5 wt.%)的催化活性在低温和水热稳定性均有所提升,但水热老化后其温度窗口依旧较窄(t90范围为250 ~ 450 ℃)。cn202011595255公开了一种核壳结构的cu-ssz-39@ssz39核壳型分子筛催化剂,该催化剂具有高水热稳定性,但该催化剂的低温活性并不理想,仍有待改善。cn202110170135公开了一种具有核壳结构的cu-ssz-39@cu-ssz-13复合分子筛,能够同时覆盖低温和高温区域的极宽温度窗口,并具有优良的水热稳定性,但是该催化剂制备过程较为繁琐,难以实现工业上的广泛应用。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本专利技术提供了一种提高cu-ssz-39性能的方法,该方法在cu-ssz-39上负载金属复合氧化物,提高了cu-ssz-39的nh3-scr催化活性、水热稳定性和so2耐受性。

2、本专利技术具体技术方案如下:

3、一种提高cu-ssz-39性能的方法,该方法是将金属复合氧化物负载到cu-ssz-39表面,以此来提高cu-ssz-39的性能。

4、进一步的,所述金属复合氧化物中的金属为铈、锰、铁中的任意两种或三种,即所述金属复合氧化物中的金属可以为铈锰、铈铁、锰铁,还可以为铈锰铁。

5、进一步的,当金属复合氧化物中的金属为铈锰时,铈和锰的摩尔比为1-3:1,例如1:1、2:1、3:1。

6、进一步的,当金属复合氧化物中的金属为铈铁时,铈和铁的摩尔比为1-3:1,例如1:1、2:1、3:1。

7、进一步的,当金属复合氧化物中的金属为锰铁时,锰和铁的摩尔比为1:1-3,例如1:1、1:2、1:3。

8、进一步的,当金属复合氧化物中的金属为铈锰铁时,铈、锰和铁的摩尔比为1-3:1:1-3,例如1:1:1,2:1:1,3:1:1,1:1:3。

9、优选的,当金属复合氧化物中的金属为铈锰铁时、即金属复合氧化物为铈锰铁复合氧化物时,对cu-ssz-39的性能提升更佳。更优选的,铈、锰和铁的摩尔比为3:1:1,在此优选范围内,催化剂的低温活性有明显提高,在175 ℃时no x转化率可以达到80%,适用于移动源柴油机尾气的氮氧化物治理。

10、进一步的,金属复合氧化物的负载能够克服cu-ssz-39自身低温催化活性低的不足,使其低温催化活性提升,从而具有宽的催化温度窗口。同时,还提升了cu-ssz-39的水热稳定性和so2耐受性(即抗硫中毒能力)。

11、进一步的,金属复合氧化物采用等体积浸渍法负载到cu-ssz-39表面,具体的操作方式可以为:将金属前驱体溶于水中,得到金属前驱体溶液,将金属前驱体溶液均匀附着到cu-ssz-39表面,然后干燥、焙烧,在cu-ssz-39表面均匀负载金属复合氧化物,得到金属复合氧化物负载cu-ssz-39催化剂。

12、进一步的,所述金属复合氧化物均匀负载在cu-ssz-39表面,所述负载的方式可以采用现有技术中公开的方式,例如浸渍法、离子交换法等。

13、进一步的,浸渍的方式可以为:将cu-ssz-39浸渍到金属前驱体溶液中,直至负载量满足要求。经实验验证,采用等体积浸渍法时,金属复合氧化物能够更好的均匀分散在cu-ssz-39表面,性能更佳,因此优选采用等体积浸渍法。

14、进一步的,金属前驱体为金属的可溶性盐,例如硝酸盐或醋酸盐。例如,铈盐为ce(no3)3、ce(ch3coo)3;锰盐为mn(no3)2、mn(ch3coo)2;铁盐为fe(no3)3、fe(ch3coo)3。

15、进一步的,焙烧在马弗炉中进行,焙烧温度为500-650℃,例如500℃、550℃、600℃、650℃。优选的,焙烧时间为1-10 h,例如1h、3h、5h、8h、10h。

16、进一步的,金属复合氧化物的负载量为cu-ssz-39质量的1.0 - 10.0 wt.%,例如1wt.%、2wt.%、3wt.%、4wt.%、5wt.%、6wt.%、7wt.%、8wt.%、9wt.%、10wt.%,优选为5-10 wt.%。...

【技术保护点】

1.一种提高Cu-SSZ-39性能的方法,其特征是:将金属复合氧化物负载到Cu-SSZ-39表面,以提高Cu-SSZ-39的性能,所述金属复合氧化物中的金属为铈、锰、铁中的任意两种或三种。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征是:所述金属复合氧化物中的金属为铈锰、铈铁、锰铁或铈锰铁;当金属为铈锰时,铈和锰的摩尔比为1-3:1,当金属为铈铁时,铈和铁的摩尔比为1-3:1,当金属为锰铁时,锰和铁的摩尔比为1:1-3,当金属为铈锰铁时,铈、锰和铁的摩尔比为1-3:1:1-3。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征是:所述金属复合氧化物为铈锰铁复合氧化物,铈、锰和铁的摩尔比为3:1:1。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征是:金属复合氧化物均匀负载在Cu-SSZ-39表面;优选的,金属复合氧化物的负载方式为:将金属前驱体溶于水中,得到金属前驱体溶液,将金属前驱体溶液通过等体积浸渍法均匀附着到Cu-SSZ-39表面,然后干燥、焙烧,在Cu-SSZ-39表面均匀负载金属复合氧化物。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征是:金属前驱体为金属的硝酸盐或醋酸盐。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征是:焙烧在马弗炉中进行,焙烧温度为500-650 °C;优选的,焙烧时间为1-10 h。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征是:金属复合氧化物的负载量为Cu-SSZ-39质量的1.0 - 10.0 wt.%。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征是:提高Cu-SSZ-39的NH3-SCR催化活性、水热稳定性和SO2耐受性。

9.一种金属复合氧化物负载Cu-SSZ-39催化剂,其特征是:包括Cu-SSZ-39,在Cu-SSZ-39上均匀负载有金属复合氧化物,所述金属复合氧化物中的金属为铈、锰、铁中的任意两种或三种。

10.根据权利要求9所述的金属复合氧化物负载Cu-SSZ-39催化剂,其特征是:Cu-SSZ-39中Cu的负载量为1.5-3 wt.%;优选的,所述金属复合氧化物中的金属为铈锰、铈铁、锰铁或铈锰铁,当金属为铈锰时,铈和锰的摩尔比为1-3:1,当金属为铈铁时,铈和铁的摩尔比为1-3:1,当金属为锰铁时,锰和铁的摩尔比为1:1-3,当金属为铈锰铁时,铈、锰和铁的摩尔比为1-3:1:1-3;金属复合氧化物的负载量为Cu-SSZ-39质量的1.0 - 10.0 wt.%。

...

【技术特征摘要】

1.一种提高cu-ssz-39性能的方法,其特征是:将金属复合氧化物负载到cu-ssz-39表面,以提高cu-ssz-39的性能,所述金属复合氧化物中的金属为铈、锰、铁中的任意两种或三种。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征是:所述金属复合氧化物中的金属为铈锰、铈铁、锰铁或铈锰铁;当金属为铈锰时,铈和锰的摩尔比为1-3:1,当金属为铈铁时,铈和铁的摩尔比为1-3:1,当金属为锰铁时,锰和铁的摩尔比为1:1-3,当金属为铈锰铁时,铈、锰和铁的摩尔比为1-3:1:1-3。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征是:所述金属复合氧化物为铈锰铁复合氧化物,铈、锰和铁的摩尔比为3:1:1。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征是:金属复合氧化物均匀负载在cu-ssz-39表面;优选的,金属复合氧化物的负载方式为:将金属前驱体溶于水中,得到金属前驱体溶液,将金属前驱体溶液通过等体积浸渍法均匀附着到cu-ssz-39表面,然后干燥、焙烧,在cu-ssz-39表面均匀负载金属复合氧化物。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征是:金属前驱体为金属的硝酸盐或醋酸盐。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员:辛颖朱笑利杨福祯唐阿慧于龙刘帅韩东旭贾俊秀芦亚宁张昭良
申请(专利权)人:济南大学
类型:发明
国别省市:

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