[發(fā)明專利]一種AEI/AFX結(jié)構(gòu)共生復合分子篩及其制備方法和SCR應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911287130.7
• 申請日: 2019-12-14
• 公開（公告）號: CN111001437A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 王志光;柳海濤;王炳春;李進;王賢彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中觸媒新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發(fā)明公開了一種AEI/AFX拓撲結(jié)構(gòu)共生復合分子篩及SCR催化劑制備方法，由AEI和AFX拓撲結(jié)構(gòu)分子篩共生而成，共生復合結(jié)構(gòu)的分子篩X射線衍射物相譜圖中2θ角處有特征衍射峰；所述共生復合分子篩中氧化物硅鋁摩爾比為10～200。共生復合分子篩在制備過程中采用復合模板劑，用FAU型硅鋁分子篩為鋁源和硅源，可以結(jié)合其它硅源、堿源形成混合溶膠，動態(tài)分溫度段晶化合成AEI/AFX共生結(jié)構(gòu)分子篩，然后與可溶性金屬鹽陽離子進行交換，得到SCR分子篩催化劑。本發(fā)明得到的具有AEI結(jié)構(gòu)的SSZ?39和AFX結(jié)構(gòu)的SSZ?16形成共生復合分子篩，具有了更加合理分布的酸性和良好的水熱穩(wěn)定性，在移動源和固定源所排放的含NOx的氣體SCR反應中具有良好的催化活性、優(yōu)異的使用壽命，能很好滿足尾氣排放的標準要求。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及到一種具有AEI/AFX結(jié)構(gòu)共生復合分子篩及其制備方法和SCR應用，具體涉及到SSZ-39/SSZ-16共生復合分子篩合成及其催化劑制備，屬于化工合成技術(shù)及其應用領域。

背景技術(shù)

AEI型分子篩具有大籠的三維孔道體系，可以通過8元環(huán)構(gòu)成三維孔道結(jié)構(gòu)，孔徑尺寸0.38nm×0.38nm，骨架密度為14.8，籠尺寸能夠包含直徑達到球體。AEI分子篩結(jié)構(gòu)中以4元環(huán)連接的兩相鄰雙6元環(huán)(d6r)在空間上呈鏡面對稱分布。離子交換或負載金屬活性組分的AEI分子篩催化劑，展現(xiàn)出獨特的選擇還原反應(SCR)活性，對氮氧化物(NOx)有很好的還原處理性能，已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。文獻(Chem.Commun.,2012,48,8264)報道使用AEI結(jié)構(gòu)的Cu-SSZ-39分子篩進行SCR脫硝催化反應與商業(yè)化的8MR分子篩Cu-SSZ-13(CHA拓撲結(jié)構(gòu))相比表現(xiàn)出更高的水熱穩(wěn)定性和催化活性。

AFX型分子篩是三維相交的八元環(huán)孔道、相對較小的孔道尺寸骨架密度為14.7，是由細長的較大的aft籠(0.55×1.35nm)和較小的gme籠(0.33×0.74nm)構(gòu)成，SSZ-16分子篩屬于典型的AFX型拓撲結(jié)構(gòu)。Cu-SSZ-16在400℃到550℃的高溫段一直保持著高于90％的NOx轉(zhuǎn)化率，比Cu-SSZ-13分子篩具有略優(yōu)異高溫NOx化合物SCR反應轉(zhuǎn)化率。

AEI和AFX拓撲結(jié)構(gòu)的分子篩都屬于8元環(huán)小孔分子篩。AEI結(jié)構(gòu)的分子篩大量用于NOx化合物的SCR反應，而AFX結(jié)構(gòu)分子篩具有不同于AEI的孔道結(jié)構(gòu)，近來許多文獻報道其作為尾氣脫硝處理的應用，對于銅負載的AFX或AEI分子篩催化劑，分子篩的結(jié)構(gòu)還會對銅物種的分布造成影響，而通過銅物種與活性還有拓撲結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，在小孔籠型分子篩中的d6r結(jié)構(gòu)單元被認為是產(chǎn)生高活性銅物種的關(guān)鍵所在。同時適宜尺寸的小孔的存在也可以更好的降低低活性CuO團簇顆粒的形成同時有效限制副產(chǎn)物的產(chǎn)生，對NH3-SCR過程帶來有利的作用。

通常SCR催化劑通常是以沸石為載體、負載SCR活性組分制備而成的具有晶體結(jié)構(gòu)的分子篩；沸石是具有相當規(guī)整的孔徑大小的硅鋁酸鹽晶體材料，專利EP1961933A1、EP1147801A1、EP 2123614A2、US7332148B2、EP1579911A1、US20030143141A1公開了X沸石、Y沸石、β沸石、絲光沸石、鎂堿沸石、A沸石、毛沸石、L沸石、ZSM-5、ZSM-8、ZSM-11、ZSM-12沸石分子篩等作為SCR催化劑載體，這些沸石可以與Cu、Fe、Mn、Ag、V、Ti、Co等金屬交換，或者沸石本身含有一部分Cu、Fe等金屬。但是，上述已知的金屬改性的沸石催化劑在氨選擇性催化還原氮氧化物的過程中只能在較窄的溫度區(qū)域范圍內(nèi)進行氮氧化物的凈化，在200℃以下都不具有高活性的NOx凈化性能，水熱穩(wěn)定性差，低溫條件下活性較低。

FAU型沸石含有與AEI和AFX相似的結(jié)構(gòu)中的雙6元環(huán)(D6R)構(gòu)建單元。文獻顯示用分子篩轉(zhuǎn)化為分子篩的方法，將與AEI分子篩相近硅鋁比的FAU型沸石同步轉(zhuǎn)化為AEI分子篩，并且能夠得到高固體收率。

發(fā)明內(nèi)容