[发明专利]Fe/Cu-SSZ-13分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种Fe/Cu‑SSZ‑13分子筛的制备方法，属于分子筛催化剂制备领域；包括以下步骤：a)将分子筛、铁源和铜源在水中混合均匀，在40～90℃下交换1～10h，将产物过滤、洗涤、烘干后得到Fe/Cu分子筛；b)将步骤a)中得到的Fe/Cu分子筛按照如下条件进行水热老化处理：c)将步骤b)中水热老化处理的Fe/Cu分子筛、铝源、碱源、模板剂和硅源在去离子水中搅拌均匀制备凝胶；d)将步骤c)中凝胶转移至晶化釜中，在120～190℃下晶化12～96h，得到产物浆液，产物浆液经脱母液、洗涤、交换、烘干、焙烧后，即可得到Fe/Cu‑SSZ‑13分子筛。本发明的特点在于制备过程中能够大幅度降低或者不使用昂贵模，制备的Fe/Cu‑SSZ‑13分子筛具有金属离子分散度高、负载量可控的特点。

技术领域

本发明涉及一种Fe/Cu-SSZ-13分子筛的制备方法，属于分子筛催化剂制备领域。

背景技术

氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一，主要能够造成酸雨、光化学烟雾以及破坏臭氧层等环境问题。目前国内氮氧化物主要来自于日益增多的机动车。随着国家排放法规的日益严格，如何高效的脱除机车尾气中氮氧化物成为减少污染的重中之重。

氨选择性催化还原技术(NH₃-SCR)是目前国际上应用最为广泛的NO_X脱除技术，其原理是以NH₃或尿素作为还原剂，将NO_X还原为无害的N₂而排放。SCR技术的关键是开发高效稳定的催化剂体系，以适应机动车使用的特殊环境。目前该技术的商业催化剂以V₂O₅-WO₃/TiO₂为主。该催化剂弊端诸多，如低温活性差、活性温度窗口窄、高温稳定性差、SO₂被氧化以及钒流失污染等问题。随着环保法规的日益严格，传统V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂难以满足排放法规要求。新一代负载金属离子的分子筛基催化剂已经在国内外广泛应用，在用作SCR催化剂方面，既可以使用单一离子负载分子筛，如Cu-SSZ-13，Fe-Beta，Fe-ZSM-5。也可以使用混合离子负载分子筛，如Cu/Fe-SSZ-13、Cu/Fe-Beta、Cu/Fe-ZSM-5。综合应用及研究后发现，SSZ-13分子筛负载金属制备的SCR催化剂的氨选择性催化还原性能最佳。

专利CN201910218619.2公开一种在无钠体系下一步合成Cu-SSZ-13的方法，通过将铝源、硅源、铜氨络合物(氨水)、铜离子负载量调节剂(乙醇)制成初始凝胶，晶化后得到Cu-SSZ-13分子筛。专利CN201810643979.2公开一种Cu-SSZ-13分子筛催化剂的制备方法。专利采用添加晶种并使用多模板剂的方法一步原位制备Cu-SSZ-13催化剂。专利中有机胺模板剂(四乙烯五胺、氯化胆碱)与铜离子络合，并加入SSZ-13晶种，晶化得到Cu-SSZ-13分子筛催化剂。专利CN201810506476.0使用NNN三甲基金刚烷基氢氧化铵或氯化胆碱作为模板剂，Cu-四乙烯五胺作为铜源，添加十六烷基三甲基溴化铵作为促进剂，合成Cu-SSZ-13分子筛专利CN201710721073.3提供了一种旋蒸法负载铜制备Cu-SSZ-13分子筛催化剂的方法。专利在抽真空的状态下采用旋转蒸发的方法将铜负载在SSZ-13分子筛催化剂上。专利CN201210532005.X公开一种Fe和Cu复合分子筛催化剂的制备方法，专利首先制备Fe分子筛催化剂和Cu分子筛催化剂，然后采用机械式串联复合Cu分子筛催化剂和Fe分子筛催化剂，得到Fe和Cu复合分子筛催化剂，即采用机械混合方式制备Fe/Cu分子筛催化剂，该类催化剂的NO_x的去除效率在95％以上。专利CN201710840939.2公开一种铁-铜氧化物和分子筛复合蜂窝式脱硝催化剂的制备方法。专利利用铁/铜氧化物-铁/铜负载分子筛-钛基载体之间的协同效应，提高了蜂窝式脱硝催化剂的脱硝活性和抗水硫中毒性能。