[发明专利]一种柴油车脱硝分子筛催化剂的制备方法

说明书

本发明属于汽车尾气处理领域，涉及Cu‑SSZ‑13分子筛，尤其涉及一种柴油车脱硝分子筛催化剂的制备方法。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明采用晶种结合干凝胶转化法，采用较低的模板剂用量，在较短的时间内制备了高度结晶的SSZ‑13，经过Cu离子交换后制备了Cu‑SSZ‑13分子筛，该方法具有快速、高效、无废水排放的特点，同时产物具有良好的结晶度，产物具有良好的NH3‑SCR活性，为简便绿色合成Cu‑SSZ‑13分子筛提供了一条有效路径。

技术领域

本发明属于汽车尾气处理领域，涉及Cu-SSZ-13分子筛，尤其涉及一种柴油车脱硝分子筛催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，是大气中的重要污染物，不仅会造成酸雨、雾霾等，也可对人体造成严重危害。大气中的氮氧化物主要来自于化石燃料燃烧，而应用化石燃料作为动力的汽车就是氮氧化物排放的主要污染源之一。

SSZ-13分子筛属于ABC-6分子筛家族，拓扑结构代码为CHA，具有三维孔道(0.38nm×0.38nm)和椭球形大笼(0.67nm×0.67nm×1nm)。研究发现，含铜的SSZ-13分子筛在NH3-SCR反应中展示了较好的性能。目前，国际上柴油机SCR系统采用最前沿最主流的催化剂是Cu-SSZ-13分子筛基催化剂。然而Cu-SSZ-13催化剂一直被国外专利垄断。

目前，Cu-SSZ-13通常采用离子交换法将Cu交换到SSZ-13分子筛的孔道中。目前，SSZ-13通常采用昂贵的N,N,N-三甲基金刚烷铵阳离子(TMADa+)为模板剂合成，昂贵的成本限制了其实际应用。虽然研究者尝试采用其它的模板剂来合成SSZ-13，然而目前得到的产物硅铝比较低，可调控范围较窄，不利于催化应用。

发明内容

本发明针对Cu-SSZ-13分子筛基催化剂的制备工艺所存在的技术问题，提出一种操作方法、配方合理且能够有效实现工业化生产的柴油车脱硝分子筛催化剂的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种柴油车脱硝分子筛催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a、首先在搅拌状态下向有机模板剂溶液中加入铝源、硅源，经搅拌后形成均匀的凝胶，然后将凝胶转移到反应釜中在一定温度下晶化一定时间后得到CHA沸石胚胎溶液；

b、向去离子水中依次加入铝源、无机碱、有机模板剂、硅源，搅拌为透明溶液后，加入a步骤所制备的CHA沸石胚胎溶液，搅拌均匀后，置于高压反应釜中晶化一定时间，晶化结束后，对产物进行离心、洗涤、干燥、焙烧得到孔道疏通的SSZ-13分子筛；

c、将b步骤得到的SSZ-13分子筛与无机铵盐溶液进行离子交换，然后与铜盐溶液进行混合、搅拌，经洗涤焙烧后得到Cu-SSZ-13催化剂，即得到柴油车脱硝分子筛催化剂。

作为优选，所述铝源为拟薄水铝石、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、异丙醇铝中的至少一种物质。

作为优选，所述硅源为正硅酸乙酯、硅溶胶中的任意一种物质。

作为优选，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的任意一种物质。

作为优选，所述无机铵盐溶液为硝酸铵溶液、氯化铵溶液、硫酸铵溶液中的任意一种物质。

作为优选，所述有机模板剂为N,N,N-三甲基金刚烷胺氢氧化物、四乙基氢氧化铵、苄基三甲基铵、氯化胆碱中的的至少一种物质。

作为优选，所述a步骤中Al2O3：SiO2：有机模板剂：H2O的摩尔比例为0～0.05：0.5～10.0：0.01～5.0：5.0～100。(铝源、硅源和无机碱摩尔量均按照其氧化物形式计算)