[發明專利]一種CuRE/SAPO-34分子篩的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910448077.8
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110193379B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 沈美慶;王軍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 陳有業

本發明公開了一種CuRE/SAPO?34分子篩的制備方法，同時公開了該制備方法制備得到的CuRE/SAPO?34分子篩作為NH₃?SCR催化反應催化劑，用于柴油機尾氣后處理中氮氧化合物凈化過程的用途。本發明通過稀土元素對Cu/SAPO?34分子篩進行改性，得到的CuRE/SAPO?34分子篩用于NH₃?SCR催化反應，低溫水熱穩定性好，同時具有較寬的活性溫度窗口，適用于稀燃發動機尾氣NOx的治理。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種CuRE/SAPO-34分子篩的制備方法及其應用。

背景技術

NH₃-SCR技術廣泛用于柴油機尾氣中NOx的催化脫除，其核心是催化劑的開發。Cu/CHA小孔分子篩催化劑具有優異的NH₃-SCR催化活性，較高的N₂選擇性及抗積炭能力等，被認為是柴油車NOx脫除的最佳選擇。

Cu/SAPO-34催化劑在180～500℃溫度窗口內活性可以達到90％以上，且N₂選擇性大于99％。此外，Cu/SAPO-34具有優異的高溫水熱穩定性，850℃高溫水熱處理12小時仍能保持完整的結構以及較高的SCR活性。然而Cu/SAPO-34催化劑存在低溫水熱穩定性差的問題，在100℃以下的含水空氣中，Cu/SAPO-34容易受到水分子的攻擊，造成結構坍塌，這也成為限制其工業化應用的關鍵短板。

因此，針對Cu/SAPO-34催化劑存在的不足，開發具有較高低溫水熱穩定性，同時具有良好的脫除NOx催化性能催化劑就顯得尤為必要。

發明內容

本發明第一方面提供一種CuRE/SAPO-34分子篩的制備方法，其包括以下步驟：

(1)將磷酸與去離子水混合，加入擬薄水鋁石，攪拌混合后加入含稀土元素RE的鹽，攪拌混合后加入硅溶膠，然后逐滴加入模板劑，繼續攪拌，得到凝膠產物；

(2)將步驟(1)中得到的凝膠產物裝入水熱反應釜中晶化，晶化反應結束后冷卻，分離固體結晶產物與上清液，并將固體結晶產物用去離子水洗滌至中性，干燥，在空氣中焙燒，得到RE/SAPO-34分子篩；

(3)用銅鹽乙醇溶液浸漬步驟(2)中得到的RE/SAPO-34分子篩，干燥后在空氣中焙燒，得到CuRE/SAPO-34分子篩。

優選地，步驟(1)中所述擬薄水鋁石、磷酸、硅溶膠、模板劑、稀土元素RE、去離子水的摩爾比為(0.113～0.224):(0.102～0.312):(0.0612～0.0154):(0.2～0.4):(0.0012～0.0061):(6.43～9.44)。

優選地，步驟(1)中所述稀土元素RE選自鑭、鈰、鐠、釹或釤，所述含稀土元素RE的鹽選自含稀土元素RE的硝酸鹽、氯化鹽、磷酸鹽、硅酸鹽或硫酸鹽。

優選地，步驟(1)中所述模板劑選自四乙基氫氧化銨、四乙基氯化銨、四乙基溴化銨、三乙胺、正丁胺或嗎啉中的一種或幾種。

優選地，步驟(2)中晶化溫度為110～180℃，晶化時間為0.5～5天；干燥溫度為80～120℃，干燥時間為3～20小時；焙燒溫度為500～700℃，焙燒時間為4～10小時。

優選地，步驟(3)中所述銅鹽乙醇溶液中銅鹽的濃度為0.1～0.5mol/L，1g所述RE/SAPO-34分子篩溶解于1.54mL所述銅鹽乙醇溶液中。

優選地，步驟(3)中干燥溫度為80～120℃，干燥時間為3～20小時；焙燒溫度為550～900℃，焙燒時間為3～8小時。

本發明第二方面提供一種所述的制備方法制備得到CuRE/SAPO-34分子篩NH₃-SCR催化反應催化劑，用于柴油機尾氣后處理中氮氧化合物凈化過程的用途。