[發(fā)明專利]高效催化燃燒碳煙顆粒的非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410714408.5
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104383962A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周曉霞;陳航榕;施劍林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01D53/94
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

1.一種非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑，其特征在于，包括作為催化載體的多級孔沸石、以及均勻分散于所述多級孔沸石中的催化活性組分，所述催化活性組分主要為不含貴金屬的過渡金屬Cu、Mn和Ti的氧化物，所述催化活性組分的負(fù)載量為10～20?wt%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑，其特征在于，Cu的氧化物的負(fù)載量為4wt%～8wt%，Mn的氧化物的負(fù)載量為4wt%～8wt%?，Ti的氧化物的負(fù)載量為2wt%～4wt%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑，其特征在于，所述多級孔沸石的比表面積為350～500m²/g，孔容為0.45～0.70cm³/g，介孔孔徑為6～50?nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑，其特征在于，所述多級孔沸石為ZSM-5沸石、Beta沸石、Y沸石、和/或絲光沸石，所述多級孔沸石中Si/Al=10～50。

5.一種權(quán)利要求1至4中任一項所述的非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將含有硅源、鋁源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、介孔模板劑的第一混合溶液進(jìn)行水熱晶化處理后固液分離、將分離出的固體煅燒除去結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和介孔模板劑，得到粉體材料；

（2）將所得的粉體材料加入到堿溶液中進(jìn)行刻蝕處理，得到多級孔沸石分子篩載體材料；

（3）將所得的多級孔沸石分子篩載體材料加至銅鹽、錳鹽和鈦鹽的第二混合溶液中，通過離子交換在所述多級孔沸石分子篩載體材料中負(fù)載銅離子、錳離子和鈦離子，得到催化劑前驅(qū)體；

（4）將所得的催化劑前驅(qū)體在500～550℃焙燒4～10小時，即得到非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，在所述第一混合溶液中，硅源、鋁源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、介孔模板劑的摩爾比為1：（0.02～0.1）：（0.3～0.6）：（0.04～8），介孔模板劑的濃度為0.01～0.02mol/L。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，水熱晶化處理的溫度為135～180℃，時間為12～48小時；煅燒溫度為550～600℃，時間為6～12小時。

8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，堿溶液的濃度為0.2～0.5mol/L，刻蝕溫度為40～80℃，時間為2～6小時。

9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述銅鹽為硝酸銅、醋酸銅、和/或檸檬酸銅，所述錳鹽是高錳酸鉀、草酸錳、和/或硝酸錳，所述鈦鹽是硫酸鈦和/或氯化鈦；第二混合溶液中，銅鹽的濃度為0.1～0.5?mol/L，錳鹽的濃度為0.05～0.1?mol/L，鈦鹽的濃度為0.05～0.1?mol/L；離子交換的反應(yīng)溫度為60～100℃，反應(yīng)時間為4～6小時，反應(yīng)重復(fù)2～4次。

10.一種權(quán)利要求1至4中任一項所述的非貴金屬負(fù)載型多級孔沸石分子篩催化劑在催化燃燒碳煙顆粒中的應(yīng)用。