[发明专利]一种具有核壳结构的Cu-SSZ-13@Fex

说明书

本发明公开了一种具有核壳结构的Cu‑SSZ‑13@Fe_xO_y催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。本发明方法以CTAB为模板剂，通过特定自组装过程引入Fe金属元素均匀包裹Cu‑SSZ‑13，形成具有核壳结构的Cu‑SSZ‑13@Fe_xO_y催化剂。所得核壳结构的Cu‑SSZ‑13@Fe_xO_y催化剂显著降低SO₂‑H₂O的影响，减少水硫中毒过程中催化剂活性损失，减轻催化剂的水硫中毒程度，提高水硫中毒后催化剂的低温催化活性。

技术领域

本发明涉及一种具有核壳结构的Cu-SSZ-13@Fe_xO_y催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

据生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2019)》显示，截止2019年，我国机动车保有量达到3.48亿辆，其中汽车保有量达到2.6亿量，而排放量非常小的新能源汽车保有量仅占比1.5％。2019年，汽车CO、HC、NOx、PM排放量分别为694.44万吨、171.226万吨、622.252万吨、6.8968万吨。分别占总排放量的90％、90.5％、97.9％、93.2％，在机动车污染物排放中占有巨大的比例。根据往年国家移动源年报，柴油车尾气排放贡献了绝大部分的NOx和PM污染物，为进一步控制机动车污染物的排放，国Ⅵ法规已经于2019年在我国部分地区开始施行，其对各项污染物排放限值要求大幅度收紧，NOx由国Ⅴ现阶段的2000mg/kwh降低至国Ⅵ阶段的460mg/kwh。因此具有优异的NH3-SCR催化性能和良好水热稳定性的Cu-SSZ-13分子筛催化剂就成为了柴油车SCR催化剂的首要选择。

SSZ-13分子筛，具有菱沸石(CHA)结构，由AlO₄和SiO₄四面体通过氧原子首尾相接，有序地排列成具有八元环结构的椭球形笼(0.73nm×1.2nm)和三维交叉孔道结构孔道，具有较多的表面质子酸性中心以及可交换的阳离子，其比表面积可达700m²/g。Cu-SSZ-13催化剂因具有优异的NH₃-SCR催化性能和水热稳定性，已经在国VI阶段进行了商品化应用。

随着机动车尾气排放法规的加严和发动机效率的提高，特别是在冷启动的情况下，对尾气后处理系统的低温活性提出更高的要求。目前，国Ⅵ标准对柴油油品含硫量的要求为不大于10mg/kg，而我国不同地区柴油油品质量参差不齐，柴油含硫量无法完全对标国Ⅵ柴油标准，柴油机动车的尾气后处理系统经常会处在含有SO₂的环境中。柴油车尾气中微量的SO₂会使得Cu-SSZ-13分子筛催化剂中毒，特别是在SO₂和水蒸气的同时存在时的协同作用，会加重Cu-SSZ-13硫中毒的程度，致使其NH₃-SCR低温(150-250℃)活性大大降低。所以提高Cu-SSZ-13分子筛催化剂的抗水硫中毒能力是十分必要的。

发明内容

技术问题：本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在催化剂易硫中毒、低温催化活性较低的问题，提高了一种新型、具有核壳结构Cu-SSZ-13@Fe_xO_y催化剂及其制备方法，提高催化剂在NH₃-SCR应用中的抗水硫中毒能力。

技术方案：

一种制备具有核壳结构的Cu-SSZ-13@Fe_xO_y催化剂的方法，包括如下步骤：

(1)将铜盐分散在水中配制成铜盐水溶液，然后加入H-SSZ-13分子筛进行水热反应，反应结束后，固液分离、收集固体，干燥，焙烧，获得Cu-SSZ-13；

(2)将所得Cu-SSZ-13和CTAB分散在无水乙醇中，混匀，获得混合液；将铁盐、六亚甲基四胺分散在水中配制成铁盐水溶液；