[发明专利]含有稀土元素的分子筛及其生产方法

权利要求书

1.一种含有稀土元素的分子筛，其特征在于，所述分子筛的骨架包括铝元素和硅元素，所述分子筛的活性成分包括稀土元素和铜元素，所述分子筛的微观形貌呈花球状；

其中，所述稀土元素选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钪和钇中的一种或多种；

其中，所述分子筛为CHA型分子筛；

其中，所述稀土元素的质量为分子筛骨架质量的50～500ppm，所述稀土元素的质量以稀土氧化物计；所述铜元素的含量为1.2～3.5wt％，所述铜元素的质量以CuO计；所述硅元素与所述铝元素的质量比为(2～9):1，所述硅元素的质量以SiO₂计，所述铝元素的质量以Al₂O₃计。

2.根据权利要求1所述的含有稀土元素的分子筛，其特征在于，所述稀土元素的质量为分子筛骨架质量的100～250ppm，所述稀土元素的质量以稀土氧化物计；所述铜元素的含量为1.5～2.5wt％，所述铜元素的质量以CuO计；所述硅元素与所述铝元素的质量比为(5～9):1，所述硅元素的质量以SiO₂计，所述铝元素的质量以Al₂O₃计。

3.根据权利要求1所述的含有稀土元素的分子筛，其特征在于，所述分子筛的比表面积大于600m²/g，所述分子筛的孔径小于0.8nm，所述分子筛的孔体积为0.5～1.5mL/g，所述分子筛的酸量为0.7～1.6mmol/g。

4.根据权利要求1～3任一项所述的含有稀土元素的分子筛，其特征在于，所述分子筛中含有质量分数小于100ppm的碱性氧化物。

5.一种权利要求1～4任一项所述的含有稀土元素的分子筛的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

将包括硅源、铝源、模板剂、有机碱和水的分子筛骨架混合物进行第一水热反应，得到第一反应产物；将第一反应产物、铵源和铜源混合后，进行第二水热反应，得到第二反应产物；将第二反应产物与稀土源混合后，进行第三水热反应，得到第三反应产物；

分离第三反应产物得到固体反应产物，将固体反应产物进行焙烧，得到含有稀土元素的分子筛。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述有机碱选自醇钠、醇钾、四乙基氢氧化铵或格氏试剂中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，第一水热反应的温度为80～180℃，反应时间为1～5天；第二水热反应的温度为40～100℃，反应时间为4～48h；第三水热反应的温度为40～80℃，反应时间为4～48h；

固体物质采用微波焙烧的方式进行焙烧，焙烧温度为500～800℃，焙烧时间为3～10h。

8.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：

硅源:铝源:有机碱:模板剂:水的摩尔比为1～20:1:3.1～13.3:1～10:550～1000；其中，硅源以二氧化硅计，铝源以三氧化二铝计，有机碱以碱性氧化物计；

铜源与铝源的摩尔比为(0.6～8):1，铵源与铝源的摩尔比为(2.1～8):1；其中，铜源以氧化铜计，铵源以NH₄⁺计；

稀土源的质量为第一反应产物中固体物质质量的50～500ppm；其中，稀土源以稀土氧化物计。

9.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：

先将模板剂、有机碱和水在10～60℃的条件下混合，然后再与硅源和铝源混合，混合时间为1～5h，形成分子筛骨架混合物；

将第一反应产物先与铵源混合后，再与铜源混合，然后进行第二水热反应。

10.根据权利要求5～9任一项所述的生产方法，其特征在于，将第三反应产物过滤、洗涤，然后使用微波干燥的方式进行干燥，得到固体反应产物；其中，微波干燥的温度为60～110℃，微波干燥的时间为3～8h。