[發明專利]Al-SBA-15介孔分子篩和脫硝催化劑及各自的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810706645.5
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN110668458B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李歌;王寶冬;孫琦;李永龍;徐文強;馬靜;周佳麗;王紅妍;馬子然
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04;B01J32/00;B01J29/04;B01J35/10;B01J37/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發明涉及粉煤灰的利用領域，具體涉及一種Al?SBA?15介孔分子篩和脫硝催化劑及各自的制備方法和應用。該方法包括：1)將粉煤灰與酸液混合進行酸解反應，過濾得到鋁鹽溶液和富硅濾渣；2)將富硅濾渣和堿、水混合進行堿溶反應，過濾得到硅酸鹽溶液；3)將硅酸鹽溶液的pH調節為酸性，并向該溶液中加入聚環氧乙烷?聚環氧丙烷?聚環氧乙烷三嵌段共聚物，配制得到合成母液；4)使合成母液進行水熱晶化反應，得到SBA?15分子篩；5)將SBA?15分子篩與鋁鹽溶液混合，得到Al?SBA?15介孔分子篩。本發明的分子篩具有微孔、介孔雙孔結構，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及粉煤灰的利用領域，具體涉及一種Al-SBA-15介孔分子篩和脫硝催化劑及各自的制備方法和應用。

背景技術

粉煤灰是我國當前排放量最大的工業固體廢棄物之一，年排放量已達6億噸以上，粉煤灰的大量堆積不僅占用土地資源并且對自然生態環境造成嚴重的危害。由于粉煤灰化學成分中含有多種可利用元素(如鋁和硅等)，因此粉煤灰屬于一種極具開發價值的豐富資源。如果能夠有效回收粉煤灰中的有用物質，既可以發展循環經濟和節約型經濟，又可以減少開礦對自然生態環境的破壞。

粉煤灰綜合利用的主要對象是作為其主要成分的氧化鋁(Al₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)，一般選擇高鋁粉煤灰(Al₂O₃含量≥35％)為原料進行提取氧化鋁的研究，所采用的方法包括酸法、堿法和酸堿聯合法等。

高鋁粉煤灰酸法提鋁的優勢在于利用粉煤灰中的二氧化硅與酸不反應的原理，通過酸浸使氧化鋁和二氧化硅得到有效分離。酸法提鋁的特點是工藝流程短、產生廢渣的量少，但存在粉煤灰提鋁殘渣處理及其利用上的困難，且只針對高鋁粉煤灰，技術路線沒有普適性。粉煤灰中硅鋁資源總量占60％-95％，若能同時利用其中的硅鋁資源，可規避分步提鋁提硅工藝技術路線長且復雜的弊端。

近年來，以粉煤灰為原料，同時高效利用硅鋁資源制備硅鋁分子篩主要有：A型、X型、Y型、P型、SAPO-34、ZSM-5以及β型等微孔分子篩。

CN106082267A公開了一種采用微波水熱偶合法由粉煤灰制備SAPO-34分子篩的方法，包括：1)將粉煤灰研磨、焙燒，經水洗-酸洗-水洗后干燥,得到粉煤灰微球；2)根據粉煤灰微球內氧化鋁和氧化硅的含量，將煤灰微球、磷酸和模板劑以及水按順序混合形成晶化原液，攪拌使該晶化原液混合均勻；3)將攪拌均勻的晶化原液采用微波水熱偶合晶化；4)將晶化之后的溶液冷卻，進行洗滌離心處理，對晶化產物經過過濾、洗滌、烘干，然后焙燒除去模板劑，得到SAPO-34分子篩。該方法處理粉煤灰需要高溫煅燒，耗能大，工藝不綠色；且工藝路線較長，不利于工業化生產，并且得到的是微孔分子篩。

CN103449467A公開了一種由高鋁粉煤灰制備13X分子篩的方法，包括：將高鋁粉煤灰與堿液混合進行預脫硅反應，過濾后得到脫硅液；將脫硅液與白炭黑混合得到改造脫硅液；將改造脫硅液與鋁源混合得到硅鋁溶膠；將硅鋁溶膠晶化、過濾、洗滌和干燥，制得13X分子篩。該方法是針對高鋁粉煤灰提鋁后的濾液，在外加鋁源的情況下合成13X分子篩，并沒有實現粉煤灰中硅鋁資源的同步利用，得到的也是微孔分子篩。

CN104291349A公開了一種以粉煤灰為原料制備P型分子篩的方法，包括：1)將粉煤灰預處理及活化；2)利用活化后的粉煤灰制備硅酸鈉和偏鋁酸鈉；3)合成P型分子篩：先將硅酸鈉溶液與鈉鹽混合均勻，再將偏鋁酸鈉溶液逐滴加入到上述混合液中，最后加入有機位阻劑和水，形成反應混合物；將混合好的物料裝入聚四氟乙烯容器攪拌，再放入反應釜中，于30-140℃水熱合成2-8h；將生成物離心分離并用水洗、干燥，得到P型分子篩。該方法得到的是微孔分子篩。