[发明专利]介孔Fe-Beta分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种介孔Fe‑Beta分子筛的制备方法，属于分子筛制备技术领域。本发明所述的介孔Fe‑Beta分子筛的制备方法，是以制备铁基分子筛时浆液中的胶渣作为硅源、铝源和铁源，加入碱源及模板剂制备凝胶，然后晶化得到Fe‑Beta分子筛。本发明所述的介孔Fe‑Beta分子筛的制备方法，充分利用制备铁基分子筛时的废浆液，显著降低了原料成本，工艺简单，减少了污染物排放，制备的产品在应用时性能优异。

技术领域

本发明涉及一种介孔Fe-Beta分子筛的制备方法，属于分子筛制备技术领域。

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。目前国内造成这一污染的主要源头是日益增多的机动车。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。

Beta分子筛是具有十二元环三维孔道结构的分子筛。由于其具有较高的水热稳定性，良好的择型性和酸性，使得Beta分子筛负载金属铁离子后，在氨选择性催化还原技术(NH₃-SCR)方面具有明显的催化优势。众所周知，具有介孔结构的分子筛具有良好的扩散性能。因此具有介孔结构的Fe-Beta分子筛具有更加优异的催化性能。然而常规介孔制备需要添加长链表面活性剂，或者采用后处理方式。这些方法需要添加助剂，增加额外成本。或者增加工序，产生大量废水，并造成原料浪费，最终导致成本增加。

目前，常规的Fe-Beta分子筛制备过程为：首先制备Na-Beta分子筛，再使用铵盐和铁盐交换下钠离子，最后焙烧制备Fe-Beta分子筛。该技术方案过程复杂，需要消耗大量的铵盐与铁盐。同时产生大量废水，造成环境的严重污染，而且铁离子利用率不高。

CN 200710178234.5公开了一种β分子筛的改性方法，该方法中，将钠型β分子筛按照分子筛∶铵盐∶H₂O＝1∶(0.1～1)∶(5～10)的重量比在室温至100℃下交换0.3～1小时后过滤，再用含磷化合物溶液和含有过渡金属化合物的溶液对分子筛进行浸渍改性，其中浸渍液调节pH为6～8，然后干燥、焙烧。该改性方法得到的含磷和过渡金属的β分子筛具有更高的比表面积和更高的相对结晶度，当应用于石油烃的催化裂化过程中作为催化剂或助剂的活性组分时，其烯烃选择性得到了进一步地提高，能够为择形分子筛的进一步择形裂化生成低碳烯烃提供更多的烯烃原料。但是该方法存在的问题如同上面所述的，存在一定的局限性。

CN 201510709795.8公开了一种骨架中高含量Fe的Beta分子筛及其制备方法，其以四乙基氢氧化铵子为模板剂，以Fe-配合物为Fe源利用一步法水热合成了骨架中高含量Fe的Fe-Beta沸石分子筛。本发明合成方法简单，硅铝比可调，骨架中Fe的质量分数可达3-8％，合成的Fe-Beta沸石分子筛结构规整，结晶度高，具有很好的应用前景。但是该方法中Fe源为Fe-配合物，该原料来源有限，成本高，制约了含Fe的Beta分子筛的工业化生产；另外合成的分子筛为纳米小孔结构，非介孔结构，应用范围有明显的区别。

因此，开发工艺简单、活性高、低成本的Fe-Beta分子筛制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介孔Fe-Beta分子筛的制备方法，其充分利用制备铁基分子筛时的废浆液，显著降低了原料成本，工艺简单，减少了污染物排放，制备的产品在应用时性能优异。

本发明所述的介孔Fe-Beta分子筛的制备方法，是以制备铁基分子筛时浆液中的胶渣作为硅源、铝源和铁源，加入碱源及模板剂制备凝胶，然后晶化得到Fe-Beta分子筛。