專利名稱：用于氨選擇性催化消除NOx的SSZ-13負(fù)載Cu-Fe催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SAP0-13負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑的制備方法和選擇性催化消除氮氧化物的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氮氧化物(俗稱N0X，主要含有NO)是大氣中一種主要的污染物，其對生態(tài)環(huán)境和人體健康有巨大的危害，它不僅造成酸雨，也是形成近地層大氣臭氧污染、二次微細(xì)顆粒污染和地表水富營養(yǎng)化的前驅(qū)體，由此引起的環(huán)境問題已經(jīng)與臭氧層破壞、全球氣候變化一起成為最為突出的大氣環(huán)境熱點(diǎn)問題。氮氧化物主要來源于汽車尾氣(移動源)和發(fā)電廠的燃煤鍋爐(固定源)。近年來，為提高燃料的利用率，目前內(nèi)燃機(jī)大多使用富氧貧燃內(nèi)燃機(jī)，這種內(nèi)燃機(jī)的主要污染物是氮氧化物，因此研究在富氧條件下還原氮氧化物具有十分重要的意義。，世界各國的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)都對其進(jìn)行嚴(yán)格限制。由于治理氮氧化物難度大，控制和治理氮氧化物污染已成為當(dāng)前環(huán)保研究中最活躍的課題之一。據(jù)估計，氮氧化物排放量年增長率為5. 0% -8. 0% ;到2030年我國氮氧化物排放量將達(dá)到3540萬噸，所以，目前迫切需要解決氮氧化物的污染問題。目前國內(nèi)外有多種消除氮氧化物的方法，其中NH3選擇性催化還原氮氧化物的方法比較成熟，已經(jīng)應(yīng)用于汽車尾氣(固定源)和火力發(fā)電廠(移動源)氮氧化物污染的治理。目前此類方法效果較好的催化劑主要為Cu/ZSM-5。但是此種催化劑抗積碳性能和水熱穩(wěn)定性較差。而在汽車尾氣和電廠煙氣中，碳?xì)浜退拇嬖谑遣豢杀苊獾模@兩點(diǎn)正是當(dāng)前SCR法凈化氮氧化物的關(guān)鍵問題。本專利選用水熱穩(wěn)定性較高的SSZ-13分子篩(1000-1200°C )為載體，將銅和鐵同時負(fù)載在SSZ-13分子篩載體上，獲得很好的寬溫度范圍內(nèi)的催化消除氮氧化物高活性、水熱穩(wěn)定性和高的抗積碳性能。目前國內(nèi)外同時使用銅鐵負(fù)載催化劑的研究較少，就目前所有報道的文獻(xiàn)來看，雖然也有較好的活性，但是大多數(shù)使用銅或鐵負(fù)載催化劑，而同時Cu和Fe負(fù)載催化劑催化處理NO的報道極少，使用SSZ-13分子篩作為載體更是鮮見報道。本項(xiàng)目的實(shí)施得到國家自然科學(xué)基金、北京市自然基金和北京工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)基金(X4005011201101)資助項(xiàng)目的資助，也是這些項(xiàng)目的研究內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑的制備及其用于催化消除氮氧化物，主要針對氮氧化物中的主要成分NO。所提供的催化劑可在寬的反應(yīng)溫度(100°C 550°C )下，高效消除NO(60% 90%的NO轉(zhuǎn)化率)。而且加入碳?xì)浜?，此催化劑具有較高的抗積碳性能。水熱老化實(shí)驗(yàn)表明，此催化劑經(jīng)過極端溫度(700°C 800°C )和高含量水(10wt% -20wt% H2O)的水熱老化后，催化劑活性穩(wěn)定，具有較高的水熱穩(wěn)定性。而且此催化劑制備工藝簡單。
本發(fā)明提供一種用于催化消除氮氧化物的SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑的制備方法。(I)N, N, N-trimethyl-1-adamantammonium iodide 模板的制備
根據(jù)文獻(xiàn)(D.ff. Fickel, R. F. Lobo, J. Phys. Chem. Cl 14 (2010) 1633-1640)報道方法制備 N, N, N-trimethyl-1-adamantammonium iodide 模板。(2) SSZ-13分子篩的制備將硅酸鈉溶液和N，N，N-三甲基-I-金剛烷基季銨碘化物R(N，N，N-trimethyl-l-adamantammonium iodide)溶于水中制成第一溶液，室溫靜置4天 7天。Al2(SO4)3. 16H20和濃縮NaOH水溶液溶于水中制成第二溶液，室溫靜置4天 7天。將第二溶液加入第一溶液，攪拌直至均勻，得到牛奶色的溶液，最后得到溶膠組成(摩爾分子量比)如下(61-30) SiO2 I. OAl2O3 (38-15) Na2O (9. 75-4. 88) R (1238-960) H2O將以上溶液在密閉容器中靜置10天 15天。隨后將溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加熱到120°C 180°C，恒溫5天 10天。隨后將固體產(chǎn)物過濾、洗滌，并在空氣中30°C 80°C干燥。為清除模板劑及其它不純物，將所得固體物質(zhì)在氧氣氛中400°C 600°C焙燒15 20小時。上述所制的SSZ-13分子篩載體，比表面積為400m2/g 550m2/g,總孔容 O. 2cm3/g O. 6cmVg°(3)離子交換法制備SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合物催化劑將SSZ-13分子篩與O. 2mol. L—1 O. 8mol. T1NH4Cl室溫下離子交換12 36小時，其中SSZ-13與NH4Cl的比例為150g (O. 5 I. 5)mol，依上述過程再交換兩次，蒸餾水洗滌，120°C干燥，得到NH4交換型SSZ-13分子篩。將NH4交換型SSZ-13分子篩加入到O. 05mol.Γ1 O. 15mol. L-1FeCl2. 4H20 和 O. 05mol. Γ1 O. 15mol. Γ1 的 CuCl2. 2Η20 混合溶液中，其中 NH4 交換型 SSZ-13 分子篩與 FeCl2. 4Η20 的比例為 40g (O. 5 I. 5)mol,FeCl2. 4H20 與CuCl2. 2H20的摩爾比為(0. I 10. 0) I，室溫離子交換24小時，依上過程再交換一次，隨后過濾、洗滌和120°C干燥。400°C 600°C焙燒4 8小時，得到SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑。得到的催化劑的應(yīng)用，其特征在于將上述催化劑放在連續(xù)流動固定床裝置中通入 300ppm 1000ppmNH3、300ppm lOOOppmNO、IOvl. % 20vl. % O2 含量和 5wt % IOwt % H2O含量的混合氣進(jìn)行反應(yīng)，以上混合氣的其余氣體為He或者N2,反應(yīng)氣中NH3和NO的濃度相等;反應(yīng)壓力為latm，反應(yīng)空速為120，OOOmL. (g. h)-1 360，OOOmL. (g. h)-1，反應(yīng)溫度為150°C 550°C。本發(fā)明催化劑，在高空速下(120, OOOmL. (g. h)―1 360，OOOmL. (g. hD、高O2濃度(lOvl. % 20ν1· % )和高H2O含量(5wt% 10wt% )條件下，在寬的溫度范圍(150°C 5500C )內(nèi)，具有高的催化消除低濃度N0(300ppm IOOOppm)活性(NO轉(zhuǎn)化率=60% 90% )，而且其抗積碳性能、水熱穩(wěn)定性及穩(wěn)定性較高1)在以上反應(yīng)條件下，在反應(yīng)體系中再加入碳?xì)浠衔?300ppm IOOOppm丙稀)，對于SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化齊U，在低溫段(150°C 250°C )和高溫段(400°C 550°C )反應(yīng)活性不變，在中溫段(300°C和350°C )活性下降較小，而且在100小時內(nèi)，催化活性仍然保持高的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出高的抗積碳性能；2)對SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在含IOwt % 20wt% H2O的空氣氛圍中，在極端溫度(700°C 850°C )老化12 24小時后，催化劑性質(zhì)穩(wěn)定，表現(xiàn)出高的抗水熱穩(wěn)定性；3)制備SSZ-13分子篩載體，具有制備過程簡單、價格便宜，負(fù)載所用金屬氧化物Cu和Fe化合物具有價格廉價，環(huán)境友好等特點(diǎn)；4)本發(fā)明在O2濃度較高的空氣氛圍中，NH3直接將NO還原成N2,使用過程能耗低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和、可減少二次污染以及可連續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)，此催化劑可適用于汽車尾氣和電廠等NO污染物的消除。


圖I 是本發(fā)明實(shí)施例 1、2、3 和 4 制備的 Cu-Fe/SSZ-13-I、Cu-Fe/SSZ-13-II、Cu-Fe/SSZ-13-III 和 Cu-Fe/SSZ-13-IV 的 XRD 圖。圖2 是本發(fā)明實(shí)施例 1、2、3 和 4 制備的 Cu-Fe/SSZ-13-I、Cu-Fe/SSZ-13-II、Cu-Fe/SSZ-13-III 和 Cu-Fe/SSZ-13-IV 的 N2-吸附 / 脫附圖。圖3 是本發(fā)明實(shí)施例 1、2、3 和 4 制備的 Cu-Fe/SSZ-13-I (A)、Cu-Fe/SSZ-13-II(B)、Cu-Fe/SSZ-13-III (C)和 Cu-Fe/SSZ-13-IV (D)的 NH3 選擇性催化還原 NO 活性和抗積碳性能。圖 4 是本本發(fā)明實(shí)施例 I、2、3 和 4 制備的 Cu-Fe/SSZ-13-1 (A)、Cu-Fe/SSZ-13-11
(B)、Cu-Fe/SSZ-13-III(C)和 Cu-Fe/SSZ-13-IV (D)的 NH3 選擇性催化還原 NO 活性和水熱穩(wěn)定性。圖5是在NH3選擇性催化還原NO反應(yīng)體系中加入700ppm丙稀和5% H2O后，本發(fā)明實(shí)施例 1、2、3 和 4 制備的 Cu-Fe/SSZ-13-I (A)、Cu-Fe/SSZ-13_II (B)、Cu-Fe/SSZ-13_III
(C)和Cu-Fe/SSZ-13-IV(D)催化劑的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I(I) SSZ-13分子篩的制備將硅酸鈉溶液和N，N，N-三甲基-I-金剛烷基季銨碘化物R(N，N，N-trimethyl-l-adamantammonium iodide)溶于水中制成第一溶液，室溫靜置4天。Al2(SO4)3. 16H20和濃縮NaOH水溶液溶于水中制成第二溶液，室溫靜置4天。將第二溶液加入第一溶液，攪拌直至均勻，得到牛奶色的溶液，最后得到溶膠組成(摩爾分子量比)如下61Si02 I. OAl2O3 38Na20 9. 75R 1238H20將以上溶液在密閉容器中靜置10天。隨后將溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加熱到120°C，恒溫5天。隨后將固體產(chǎn)物過濾、洗滌，并在空氣中30°C干燥。為清除模板劑及其它不純物，將所得固體物質(zhì)在氧氣氛中400°C焙燒15小時。上述所制的SSZ-13分子篩載體，比表面積為400m2/g，總孔容O. 2cm3/g。⑵NH4交換型SSZ-13分子篩載體的制備將SSZ-13分子篩與O. 2mol. T1NH4Cl室溫下離子交換12小時，其中SSZ-13與NH4Cl的比例為150g O. 5mol，依上述過程再交換兩次，蒸餾水洗滌，120°C干燥，得到NH4交換型SSZ-13分子篩。(3)離子交換法制備SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合物
將NH4 交換型 SSZ-13 分子篩加入到 O. 05mol. T1FeCl2. 4H20 和 O. 05mol.Γ1的CuCl2. 2Η20混合溶液中，其中NH4交換型SSZ-13分子篩與FeCl2. 4Η20的比例為40g 0.511101，卩6(12.4!120與(11(12.2!120的摩爾比為0.1 I，室溫離子交換24小時，依上過程再交換一次，隨后過濾、洗滌和120°C干燥。400°C焙燒4小時，制得Cu-Fe/SSZ-13-I催化劑。(4)本發(fā)明催化劑，在 120，OOOmL. (g. h)—1 空速下、IOvl. % O2 濃度和 5wt% H2O 濃度條件下，在寬的溫度范圍(150°C 550°C)內(nèi)，對300ppmN0具有高的催化消除活性(NO轉(zhuǎn)化率=60% 90% )，而且其抗積碳性能、水熱穩(wěn)定性及穩(wěn)定性較高1)在以上反應(yīng)條件下，在反應(yīng)體系中再加入300ppm碳?xì)浔?，SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在低溫段(150°C 250°C )和高溫段(400°C 550°C )反應(yīng)活性不變，在中溫段(300°C和350°C )活性下降較小，而且在100小時內(nèi)，催化活性仍然保持高的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出高的抗積碳性能；2)對SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在含10wt% H2O的空氣氛圍中，在700°C老化12小時后,催化劑性質(zhì)穩(wěn)定,表現(xiàn)出較高的抗水熱穩(wěn)定性。
實(shí)施例2(I) SSZ-13分子篩的制備將硅酸鈉溶液和N，N，N-三甲基-I-金剛烷基季銨碘化物R(N，N，N-trimethyl-l-adamantammonium iodide)溶于水中制成第一溶液，室溫靜置5天。Al2(SO4)3. 16H20和濃縮NaOH水溶液溶于水中制成第二溶液，室溫靜置5天。將第二溶液加入第一溶液，攪拌直至均勻，得到牛奶色的溶液，最后得到溶膠組成(摩爾分子量比)如下30Si02 I. OAl2O3 15Na20 4. 88R 960H20將以上溶液在密閉容器中靜置12天。隨后將溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加熱到140°C，恒溫7天。隨后將固體產(chǎn)物過濾、洗滌，并在空氣中50°C干燥。為清除模板劑及其它不純物，將所得固體物質(zhì)在氧氣氛中500°C焙燒17小時。上述所制的SSZ-13分子篩載體，比表面積為450m2/g，總孔容O. 4cm3/g。⑶NH4交換型SSZ-13分子篩載體的制備將SSZ-13分子篩與O. 4mol. T1NH4Cl室溫下離子交換24小時，其中SSZ-13與NH4Cl的比例為150g 1.011101，依上述過程再交換兩次，蒸餾水洗滌，1201干燥，得到見14交換型SSZ-13分子篩。(4)離子交換法制備SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合物將NH4 交換型 SSZ-13 分子篩加入到 O. IOmol. L-1FeCl2. 4H20 和 O. IOmol.Γ1的CuCl2. 2H20混合溶液中，其中NH4交換型SSZ-13分子篩與FeCl2. 4H20的比例為40g 1.011101，卩6(12.4!120與(11(12.2!120的摩爾比為2.0 I，室溫離子交換24小時，依上過程再交換一次，隨后過濾、洗滌和120°C干燥。500°C焙燒5小時，制得Cu-Fe/SSZ-13-II。(4)本發(fā)明催化劑，在 200，OOOmL. (g. h)-I 空速下、15vl. % O2 濃度和 6wt% H2O 含量條件下，在寬的溫度范圍(150°C 550°C )內(nèi)，具有高的催化消除低濃度500ppmN0活性(NO轉(zhuǎn)化率=60% 90% )，而且其抗積碳性能、水熱穩(wěn)定性及穩(wěn)定性較高1)在以上反應(yīng)條件下，在反應(yīng)體系中再加入500ppm丙烯，SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在低溫段(150°C 250°C )和高溫段(400°C 550°C )反應(yīng)活性不變，在中溫段(300°C和350°C )活性下降較小，而且在100小時內(nèi)，催化活性仍然保持高的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出高的抗積碳性能；2)對SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在含12wt% H2O的空氣氛圍中，在750°C老化15小時后，催化劑性質(zhì)穩(wěn)定，表現(xiàn)出較高的抗水熱穩(wěn)定性。實(shí)施例3(I) SSZ-13分子篩的制備將硅酸鈉溶液和N，N，N-三甲基-I-金剛烷基季銨碘化物R(N，N，N-trimethyl-l-adamantammonium iodide)溶于水中制成第一溶液，室溫靜置6天。Al2(SO4)3. 16H20和濃縮NaOH水溶液溶于水中制成第二溶液，室溫靜置6天。將第二溶液 加入第一溶液，攪拌直至均勻，得到牛奶色的溶液，最后得到溶膠組成(摩爾分子量比)如下31Si02 I. OAl2O3 17Na20 3. 9R 968H20將以上溶液在密閉容器中靜置13天。隨后將溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加熱到160°C，恒溫6天。隨后將固體產(chǎn)物過濾、洗滌，并在空氣中70°C干燥。為清除模板劑及其它不純物，將所得固體物質(zhì)在氧氣氛中550°C焙燒18小時。上述所制的SSZ-13分子篩載體，比表面積為500m2/g，總孔容O. 5cm3/g。(3) NH4交換型SSZ-13分子篩載體的制備將SSZ-13分子篩與O. 6mol. T1NH4Cl室溫下離子交換30小時，其中SSZ-13與NH4Cl的比例為150g I. 2mol，依上述過程再交換兩次，蒸餾水洗滌，120°C干燥，得到NH4交換型SSZ-13分子篩。(4)離子交換法制備SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合物將NH4 交換型 SSZ-13 分子篩加入到 O. 12mol. T1FeCl2. 4H20 和 O. 12mol.Γ1的CuCl2. 2Η20混合溶液中，其中NH4交換型SSZ-13分子篩與FeCl2. 4Η20的比例為40g 1.211101，卩6(12.4!120與(11(12.2!120的摩爾比為5.0 I，室溫離子交換24小時，依上過程再交換一次，隨后過濾、洗滌和120°C干燥。550°C焙燒6小時，所制得的催化劑為Cu-Fe/SSZ-13-III。(4)本發(fā)明催化劑，在300，OOOmL. (g. h”空速下、15vl. % O2濃度和8wt% H2O含量條件下，在寬的溫度范圍(150°C 550°C )內(nèi)，具有高的催化消除低濃度700ppmN0活性(NO轉(zhuǎn)化率=60% 90% )，而且其抗積碳性能、水熱穩(wěn)定性及穩(wěn)定性較高1)在以上反應(yīng)條件下，在反應(yīng)體系中再加入700ppm丙烯，SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在低溫段(150°C 250°C )和高溫段(400°C 550°C )反應(yīng)活性不變，在中溫段(300°C和350°C )活性下降較小，而且在100小時內(nèi)，催化活性仍然保持高的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出高的抗積碳性能；
2)對SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在含15wt% H2O的空氣氛圍中，在800°C老化20小時后,催化劑性質(zhì)穩(wěn)定,表現(xiàn)出較高的抗水熱穩(wěn)定性。實(shí)施例4(I) SSZ-13分子篩的制備將硅酸鈉溶液和N，N，N-三甲基-I-金剛烷基季銨碘化物R(N，N，N-trimethyl-l-adamantammonium iodide)溶于水中制成第一溶液，室溫靜置7天。Al2(SO4)3. 16H20和濃縮NaOH水溶液溶于水中制成第二溶液，室溫靜置7天。將第二溶液加入第一溶液，攪拌直至均勻，得到牛奶色的溶液，最后得到溶膠組成(摩爾分子量比)如下
31Si02 I. OAl2O3 15Na20 4. 9R 960H20將以上溶液在密閉容器中靜置15天。隨后將溶膠加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加熱到180°C，恒溫10天。隨后將固體產(chǎn)物過濾、洗滌，并在空氣中80°C干燥。為清除模板劑及其它不純物，將所得固體物質(zhì)在氧氣氛中600°C焙燒20小時。上述所制的SSZ-13分子篩載體，比表面積為550m2/g，總孔容O. 6cm3/g。⑶NH4交換型SSZ-13分子篩載體的制備將SSZ-13分子篩與O. 8mol. T1NH4Cl室溫下離子交換36小時，其中SSZ-13與NH4Cl的比例為150g I. 5mol，依上述過程再交換兩次，蒸餾水洗滌，120°C干燥，得到NH4交換型SSZ-13分子篩。(4)離子交換法制備SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合物將NH4 交換型 SSZ-13 分子篩加入到 O. 15mol. L-1FeCl2. 4H20 和 O. 15mol.Γ1的CuCl2. 2Η20混合溶液中，其中NH4交換型SSZ-13分子篩與FeCl2. 4Η20的比例為40g 1.511101，卩6(12.4!120與(11(12.2!120的摩爾比為10.0 I，室溫離子交換24小時，依上過程再交換一次，隨后過濾、洗滌和120°C干燥。600°C焙燒8小時，制得Cu-Fe/SSZ-13-IV催化劑。(4)本發(fā)明催化劑，在 360，OOOmL. (g. h)空速下、20vl. % O2 濃度和 10wt% H2O含量條件下，在寬的溫度范圍(150°C 550°C)內(nèi)，具有高的催化消除IOOOppm低濃度NO活性(NO轉(zhuǎn)化率=60% 90% )，而且其抗積碳性能、水熱穩(wěn)定性及穩(wěn)定性較高1)在以上反應(yīng)條件下，在反應(yīng)體系中再加入IOOOppm丙烯，SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在低溫段(150°C 250°C )和高溫段(400°C 550°C )反應(yīng)活性不變，在中溫段(300°C和3500C )活性下降較小，而且在100小時內(nèi)，催化活性仍然保持高的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出高的抗積碳性能；2)對SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑，在含20wt% H2O的空氣氛圍中，在850°C老化24小時后，催化劑性質(zhì)穩(wěn)定，表現(xiàn)出較高的抗水熱穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.用于氨選擇性催化消除NOx的SSZ-13負(fù)載Cu-Fe催化劑的制備方法，其特征在于步驟如下 1)、一種用于催化消除NO的SSZ-13分子篩載體的制備 將硅酸鈉溶液和N，N, N-三甲基-I-金剛烷基季銨碘化物R溶于水中制成第一溶液，室溫靜置4天 7天。Al2 (SO4) 3- 16H20和濃縮NaOH水溶液溶于水中制成第二溶液，室溫靜置4天 7天。將第二溶液加入第一溶液，攪拌直至均勻，得到牛奶色的溶液，該溶液各組分摩爾分子量比如下(61-30) SiO2 I. OAl2O3 (38-98) Na2O (9. 75-4. 88) R (1238-960) H2O 將以上溶液在密閉容器中靜置10天 15天。隨后將溶液加入到內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加熱到120°C 180°C，恒溫5天 10天。隨后將固體產(chǎn)物過濾、洗滌，并在空氣中30°C 80°C干燥。將所得固體物質(zhì)在氧氣氛中400°C 600°C焙燒15 20小時制得SSZ-13分子篩。
2)、離子交換法制備SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合物催化劑 將SSZ-13分子篩與O. 2mol. L—1 O. 8mol. T1NH4Cl室溫下離子交換12 36小時，其中SSZ-13與NH4Cl的比例為150g (O. 5 I. 5)mol，依上述過程再交換兩次，蒸餾水洗滌，120°C干燥，得到NH4交換型SSZ-13分子篩。將NH4交換型SSZ-13分子篩加入到O. 05mol.Γ1 O. 15mol. L-1FeCl2. 4H20 和 O. 05mol. Γ1 O. 15mol. Γ1 的 CuCl2. 2Η20 混合溶液中，其中 NH4 交換型 SSZ-13 分子篩與 FeCl2. 4Η20 的比例為 40g (O. 5 I. 5)mol,FeCl2. 4H20 與CuCl2. 2H20的摩爾比為(O. I 10. O) I，室溫離子交換24小時，依上過程再交換一次，隨后過濾、洗滌和120°C干燥。400°C 600°C焙燒4 8小時，得到SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑。
2.應(yīng)用權(quán)利要求I所述用于催化消除氮氧化物的SSZ-13負(fù)載Cu-Fe催化劑的制備方法制備得到的催化劑的應(yīng)用，其特征在于將上述催化劑放在連續(xù)流動固定床裝置中通入300ppm 1000ppmNH3、300ppm lOOOppmNO、IOvl. % 20vl. % O2 含量和 5wt% IOwt %H2O含量的混合氣進(jìn)行反應(yīng)，以上混合氣的其余氣體為He或者N2,反應(yīng)氣中NH3和NO的濃度相等;反應(yīng)壓力為latm，反應(yīng)空速為120，OOOmL. (g. h)-1 360，OOOmL. (g. h)—1，反應(yīng)溫度為 150°C 550°C。
全文摘要
用于氨選擇性催化消除NOx的SSZ-13負(fù)載Cu-Fe催化劑的制備方法，用于催化消除氮氧化物。通過軟模板法制備出高比表面積(400m2/g～550m2/g)的SSZ-13小孔分子篩載體。然后通過氯化鐵和氯化銅混合溶液與SSZ-13分子篩離子交換法制備出SSZ-13分子篩負(fù)載Cu-Fe復(fù)合催化劑。本發(fā)明在寬的溫度(150℃～550℃)范圍內(nèi)，對高空速(120,000mL.(g.h)-1～360,000mL.(g.h)-1)、高O2濃度(10vl.％～20vl.％)、高H2O含量(5wt％～10wt％)和低濃度NO(300ppm～1000ppm)污染物具有高的催化消除效果和較高的穩(wěn)定性。在反應(yīng)體系中加入碳?xì)浠衔?300ppm～1000ppm丙稀)后，本發(fā)明催化劑具有高的抗積碳性能且有高的水熱穩(wěn)定性。
文檔編號B01D53/94GK102614908SQ20121007173
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者葉青, 康天放, 王道, 程水源, 趙海霞 申請人:北京工業(yè)大學(xué)