在选择性催化还原中用作催化剂的氧化铝硅酸盐沸石-型材料及其制造方法
【专利说明】在选择性催化还原中用作催化剂的氧化铝硅酸盐沸石-型 材料及其制造方法 发明领域
[0001] 本发明的公开内容涉及在选择性催化还原（SCR)反应中用作催化剂的氧化铝硅 酸盐或硅铝酸盐沸石-型材料和形成所述催化剂的方法。
[0002] 发明背景
[0003] 在这一部分中的说明仅仅提供关于本发明公开内容的背景信息且不可能构成现 有技术。
[0004] 沸石是一种具有基于氧离子的延伸的三维网络框架的结晶硅铝酸盐。所有沸石的 基本结构单元是包围小的硅或铝离子的四个氧阴离子的四面体。排列这些四面体，使得这 四个氧阴离子中每一个本身又与另一氧化硅或氧化铝四面体共享。晶体晶格在三维上延 伸，且计算出每一氧阴离子的电荷，即氧化态为-2。每一硅离子具有它的+4电荷，这通过 四个四面体氧阴离子平衡，和因此氧化硅四面体是电中性的。每一铝四面体具有-1的残留 电荷，因为三价铝键合到四个氧阴离子上。这一残留的电荷通过占据非-框架位置且充当 供给强酸的布朗斯台德位点的阳离子平衡，这将在以下的示意图中并在R. Szostak为作者 的 Molecular Sieves:Principles of Synthesis and Identification，第 2 版，Blackie Academic and Professional，London，1998 中进一步描述。
[0005]
【主权项】
1. 一种用作催化剂的结晶的改性STT-型沸石材料，该改性STT-型沸石材料包括摩尔 比大于约19:1到约250:1的四价元素的氧化物与三价元素的氧化物，且具有如图3所示的 X-射线衍射图案内的峰。
2. 权利要求1的改性STT-型沸石材料，其中在X-射线衍射图案内，在下述2 0度处的 峰归因于存在SSZ-23 沸石相：8. 22,9. 68,14. 51，15. 55,17. 9,18. 58,19. 3,19. 66, 21. 5,和 27. 4。
3. 权利要求1和2的改性STT-型沸石材料，其中四价元素的氧化物与三价元素的氧化 物的摩尔比为约19:1到50:1。
4. 权利要求1-3的改性STT-型沸石材料，其中经验凝胶组成用下式表示： 5.577OH:4.428RN0H:A1203:28Si02:1219.7H20。
5. 权利要求1-4的改性STT-型沸石材料，其中该沸石-型材料进一步包括选自铜、铁、 钴、锆、钛及其混合物中的一种金属。
6. 权利要求5的改性STT-型沸石材料，其中含金属的沸石-型材料在选择性催化还原 (SCR)反应中充当催化剂。
7. 权利要求5-6的改性STT-型沸石材料，其中在该催化剂中存在的金属范围为 0. 3-10. 0%，基于该沸石催化剂的总重量。
8. 权利要求1-7的改性STT-型沸石材料，其中该沸石-型材料的特征在于氨温度解吸 和正丙胺温度解吸分别比相应的SSZ-13沸石的解吸大至少1. 4和2. 0倍。
9. 权利要求1-8的改性STT-型沸石材料，其中水热老化的沸石-型材料的特征在于氨 温度解吸和正丙胺温度解吸分别比相应的SSZ-13沸石的解吸大至少1. 5和6. 5倍。
10. 权利要求5的改性STT-型沸石材料，其中该催化剂含有离子交换的金属Cu，Fe， Co,Zr，Ti，其足以维持含氮氧化物的废气流内的NOx转化率性能。
11. 权利要求10的改性STT-型沸石材料，其中在约200°C下新鲜催化剂的NOx转化率 性能为75%。
12. 权利要求11的改性STT-型沸石材料，其中在约500°C下新鲜催化剂的NOx转化率 性能为约70%。
13. 权利要求10的改性STT-型沸石材料，其中在约200°C下，对于水热老化的催化剂 来说，该催化剂的NOx转化率性能为30%。
14. 权利要求13的改性STT-型沸石材料，其中在约500°C下，对于水热老化的催化剂 来说，该催化剂的NOx转化率性能为35%。
15. 权利要求5-14的改性STT-型沸石材料，其中含金属的沸石沉积在蜂窝结构、金属 基底或成形的挤出物上。
16. 权利要求15的改性STT-型沸石材料，其中蜂窝状基底包括壁流式基底。
17. 权利要求1-16的改性STT-型沸石材料，其中该沸石-型材料具有D50为约0. 1-50 微米的粒度。
18. -种制备含金属的催化剂的方法，该方法包括下述步骤： 用硝酸使沸石脱铝； 用金属盐水溶液浸渍或离子交换该脱铝的沸石；和 将选自CU，Fe，C〇，Zr，Ti中的一种或其混合物中的金属掺入到脱铝的沸石的框架位点 内。
19. 权利要求18的方法，其中催化剂在框架内掺入到金属中，其含量足以维持在含氮 氧化物的废气流内的NOx转化率性能。
20. 权利要求18-19的方法，其中该方法进一步包括在蜂窝状基底、金属基底或挤出的 基底上沉积该催化剂。
21. 权利要求20的方法，其中该蜂窝状基底包括壁流式基底。
22. 权利要求18-21的方法，该方法进一步包括制备沸石，使得它具有四价元素的氧化 物与三价元素的氧化物的摩尔比大于约19:1，所述沸石通过下述步骤制备： 形成含水反应混合物，所述含水反应混合物包括四价元素的氧化物源；三价元素的氧 化物源；碱金属源；和有机结构导向剂，所述有机结构导向剂的至少一部分是N，N，N-三甲 基-1-金刚烷胺氢氧化物； 在足以使沸石型材料晶体结晶的条件下维持该含水混合物，所述晶体具有图2中提供 的X-射线衍射图；和 回收该沸石晶体。
23. 权利要求22的方法，其中四价元素的氧化物源是水含量为约2wt%的气相法白炭 黑。
24. 权利要求22的方法，其中三价元素的氧化物源是氢氧化铝。
25. 权利要求22-24的方法，其中碱金属阳离子平衡在结晶沸石-型材料内的价电子电 荷。
26. 权利要求18-25的方法，其中该方法进一步包括加热沸石到至少150°C的温度。
27. 权利要求26的方法，其中加热沸石到约160°C的温度。
28. 权利要求1-7的改性STT-型沸石材料，其中该沸石-型材料的特征在于布朗斯台 德酸位点强于SSZ-13沸石中的这种位点且存的数量大于在SSZ-13沸石中的这种位点； 其中布朗斯台德酸位点导致显示出与SSZ-13沸石相比，正丙胺温度解吸增加大于 50 %的沸石-型材料。
【专利摘要】本发明的公开内容一般地提供称为PIDC-MM-0501，PIDC-MM-0502和PIDC-MM-0805/0806或PIDC-型沸石的新型STT-型沸石材料，和这些沸石的制造方法。本发明的公开内容还提供这些沸石材料作为催化剂的用途和制备所述催化剂的方法。PIDC-MM-型沸石或STT-型沸石材料可用作催化剂，例如在选择性催化还原(SCR)应用中用作催化剂。
【IPC分类】B01D53-94, B01J29-70, B01J29-72
【公开号】CN104797337
【申请号】CN201380058685
【发明人】M·曼卡, 李运奎, J·拉沙佩勒, 武炜, D·谢泼德
【申请人】太平洋工业发展公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年9月27日
【公告号】EP2900372A1, US20150266007, WO2014052698A1