[发明专利]铁和铈改性β分子筛选择性还原催化剂及制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种铁和铈改性β分子筛选择性还原催化剂及制备方法与应用，无模板剂合成低硅铝比β沸石分子筛作为催化剂基质组分，采用液态离子交换‑浸渍方式引入Fe和Ce离子，以经过离子交换‑浸渍改性后的粉末状催化剂的总重量为基准，Fe元素占重量百分比为0.5～8.0％，Ce元素占重量百分比为0.5～6.0％；β沸石分子筛硅铝比(摩尔比nSiO₂/nAl₂O₃)范围是7.8～20。本发明的铁和铈共同改性β沸石分子筛选择性还原催化剂主要用于处理含有NOx气流的尾气处理系统中，具有低温范围内优异的选择性还原能力，并且有良好的水热稳定性。

主权项

1.一种铁、铈改性β分子筛选择性还原催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)制备低硅铝比的β沸石分子筛：将铝源、钠源溶解于去离子水中搅拌均匀，然后加入硅源充分搅拌均匀后，在强力搅拌的条件下形成硅铝凝胶；将β沸石分子筛晶种加入到所述的硅铝凝胶中搅拌均匀形成混合物；将所述的混合物转移到晶化反应釜中，120～200℃的条件下晶化20～144h，过滤后得固体，固体在100～130℃下烘干12～48h后，再在450～650℃下焙烧3～20h后得到低硅铝比的β沸石分子筛；所述的铝源以Al₂O₃计、钠源以Na₂O计、硅源以SiO₂计，Na₂O：SiO₂：Al₂O₃：去离子水的摩尔比为3～12：5～20：1：25～160；所述的晶种加入量硅铝凝胶胶干基总质量的0.5～10wt％；(2)制备氢型分子筛：将步骤(1)中得到的低硅铝比的β沸石分子筛放入铵盐水溶液中，在70～100℃条件下进行铵离子交换1～3次后，于105～120℃下干燥12～48h，然后于450～650℃条件下焙烧2～10h后得到氢型分子筛；(3)制备铁和铈改性的β分子筛：将步骤(2)得到的氢型分子筛加入到铁盐水溶液、铈盐水溶液的混合液中，在70～90℃水浴条件下回流搅拌4～6h进行离子交换；然后撤掉回流冷凝装置，继续在70～90℃下加热搅拌进行浸渍，直至液体成分蒸干得到固体粉末；将得到的固体粉末在90～110℃下干燥12～24h，然后在550～650℃下焙烧2～3h后得到铁和铈改性的β分子筛；(4)制备铁和铈改性β分子筛选择性还原催化剂：将步骤(3)得到的铁和铈改性的β分子筛与硅溶胶按照2.0～5.0：1的重量比混合，加入去离子水，调制成固含量为35.0～55.0wt％的催化剂浆液，并将其通过浸渍法涂覆在多孔规整材料上，用压缩空气吹掉多余的浆液液滴，105～120℃条件下干燥12～48小时，然后于450～650℃条件下焙烧2～10小时，制备成铁和铈改性β分子筛选择性还原催化剂，载体的负载量为5～15wt％。