含铜的氨氧化催化剂及其制备方法_2

文档序号:9461992阅读:来源:国知局

[0042] 本发明的氨氧化催化剂制备中的合成沸石包括由国际合成沸石学会 (International Zeolite Association)利用结构代码区分的,具有三维结构的AEI型结构 (例如最大氧环数为8的SAP0-18)、CHA型结构(例如最大氧环数为8的SAP0-34、SAP0-44、 SAP0-47)、LTA结构(例如最大氧环数为8的SAP0-42)、AFX结构(例如最大氧环数为8的 SAP0-56)等。
[0043] 本发明的氨氧化催化剂的制备中的合成沸石,必须是具有用氨或硝酸或盐酸等对 合成沸石结构体的碱金属进行离子交换后,利用烧成处理加氢(质子化)形成的固体酸点 (Bronsted酸部分、以及路易斯酸部分)的加氢合成沸石。烧成温度为350°C以上,最好是 在500~700°C加热得到的加氢合成沸石。
[0044] 催化剂金属
[0045] 承载铜(II )离子用的原料,以铜(II )的硝酸盐、盐酸盐为宜,特别是硝酸盐更 理想。
[0046] 金属承载
[0047] 作为合成沸石的金属承载方法,通常采用离子交换法、含浸承载法、蒸发干涸法、 沉淀承载法、物理混合法、骨架置换法等方法。
[0048] 本发明的氨氧化催化剂将用硝酸调整pH为0· 1~0· 7的含铜(II )离子的水溶 液与加氢合成沸石混合。
[0049] 本发明的氨氧化催化剂在混合后不包含过滤和清洗工序,能够均匀地使铜(II ) 离子渗入加氢合成沸石结晶骨架内部,这一点是很理想的。不包含其后的过滤和清洗工序, 在成本上也是理想的。
[0050] 脱气置换处理
[0051] 本发明的氨氧化催化剂,由于具有合成沸石结晶的细孔,在较大的细孔容积中含 有空气。为了将铜(II )离子导入到合成沸石结晶的骨架内部,最好是进行脱气,与上述金 属盐的水溶液置换。
[0052] 脱气置换的方法没有特别限定,可以采用例如利用真空及/或超声波的方法。从 生产效率考虑,最好是真空脱气置换。
[0053] 后处理方法
[0054] 本发明的氨氧化催化剂制备中的后处理工序,不实施过滤和清洗工序,采用常用 的烘干、烧成、粒度调整工序即可。
[0055] 烘干
[0056] 本发明的氨氧化催化剂制备中的烘干工序,利用热风烘干机、真空烘干机即可,最 好是烘干到含水分lwt%左右。如果考虑烘干效率,烘干温度最好是120~180°C。
[0057] 烧成
[0058] 本发明的氨氧化催化剂制备中的烧成温度,考虑到提高低温活性,最好是700~ 900°C范围内。
[0059] 低于下限温度时,铜(II )离子不能够进入合成沸石结晶骨架内,催化剂活性低。 另一方面,高于上限温度时,合成沸石的结晶遭受破坏显著,催化剂活性低下。
[0060] 平均SEM颗粒直径
[0061] 平均SEM颗粒直径可以用常用的SEM观测求得。本发明中的SEM颗粒直径,不是 激光衍射散射式颗粒直径·粒度分布测定装置或离心沉降式颗粒直径粒度分布测定装置测 定的凝集颗粒直径,而是指构成它的一次颗粒直径。用倍率15000倍进行SEM观测,任意选 择视野内的颗粒100个,分别测定该颗粒的直径,计算出该个数的平均直径,作为平均SEM 颗粒直径。
[0062] 观测倍率:15000倍
[0063] 测定个数:100个
[0064] 计算方法:个数平均直径
[0065] 本发明的氨氧化催化剂中的加氢合成沸石的平均SM颗粒直径,为了提高加氢合 成沸石的水热耐久性,以I ym以上为宜。
[0066] 粒度调整
[0067] 本发明的氨氧化催化剂中的加氢合成沸石的平均粒径,利用激光衍射式粒度计测 定,相当于粒径分布的体积累积50%的粒径(D50)最好是1~10 μ m。
[0068] 粒度调整可以将常用的粉碎与分级方法组合进行调整。粉碎方法采用常用的方法 即可,可采用例如球磨粉碎机、棒磨粉碎机、锤式粉碎机、气流粉碎机等。分级方法采用常用 的方法即可,可以采用振动筛、超声波振动筛、摇动筛、涡轮筛选机、气流分级机(圆锥型、 湾头喷射式分级机)。
[0069] 氨氧化催化剂的载体
[0070] 为了实现气体流的通过处理,氨氧化催化剂的载体可以是常用的蜂窝状流过型 (Honeycomb flow-through),也可以是材料为陶瓷、无机纤维和金属。充分多孔的蜂窝状流 过型整料载体可以采用堇青石、α -氧化铝、碳化硅、钛酸铝、氮化硅、氧化锆、莫来石、锂辉 石、氧化铝-二氧化硅-氧化镁或硅酸锆等陶瓷类的常用陶瓷材料。
[0071] 无机纤维载体可以采用石英纤维、氧化铝纤维以及硅、钛或锆的氧化物构成的陶 瓷纤维。金属载体可以采用钛以及不锈钢,或含镍、铬以及/或铝中的一种以上的合金。
[0072] 氨氧化催化剂的载体,考虑到成本,蜂窝状流过型整料载体型的堇青石制载体是 理想的。
[0073] 氨氧化催化剂的承载
[0074] 作为氨氧化催化剂的承载方法之一,承载于堇青石制蜂窝状流过型整料载体上的 情况下,氨氧化催化剂为实现NOx的净化、长时间使用、保持催化剂适当的耐久性,至少按 照200g/L以上的量承载。最好是将氨氧化催化剂以250~330g/L范围内的量承载于载体 作为条件。
[0075] 氨氧化催化剂承载粘合剂
[0076] 适合用于氨氧化催化剂承载的粘合剂包含氧化铝和二氧化硅,但不限于此。氧化 铝粘合剂包含氧化铝、氢氧化铝、以及铝酸氢氧化物。铝盐以及胶体形态的氧化铝也可以使 用。二氧化硅粘合剂包含包括胶体二氧化硅的SiO2的各种形态。而且,粘合剂的组成也可 以包含氧化锆、氧化铝、以及二氧化硅的任意组合。
[0077] 结晶结构分析
[0078] 对本发明的催化剂,利用X射线衍射(X-ray Diffraction)分析的粉末法,从 X射线衍射图案求晶格面间距(d),与国际合成沸石学会的X射线衍射图案?数据库或 ICDD(International Centre for Diffraction Data;衍射数据国际中心)的]3DF(Pc)Wder Diffraction File;粉末衍射文件)收集的数据对照识别。
[0079] 例如CHA型合成沸石,与(米勒指数:100) d = 9. 4076 [ A ]对照。
[0080] BET比表面积的测定
[0081] 本发明的催化剂,称量出试样40mg,在200°C温度下脱气,用气体吸附BET法(7 口一y-7''111,日本島津制)求比表面积。
[0082] 催化剂组成分析
[0083] 在50mg本发明的催化剂中加入3mL的HF、3mL的HNO3,用微波炉使其溶解。其后, 在残渣中加入硝酸进行调制。用感应耦合等离子体发光分光分析装置(ICP - AES ;感应耦 合等离子体-原子发射光谱)对该调整液进行催化剂成分的定量分析。
[0084] 废气性能评价方法
[0085] 用FT - IR分析装置调整假想废气的模型气体的体积浓度,按照实际柴油车废气 的温度区域,在150 °C、175°C、200°C、250 °C以及300°C的模型气体温度测定本发明的催化 剂的NOx净化率。
[0086] 实施例1
[0087] 承载铜(II )的加氢CHA合成沸石的氨氧化催化剂
[0088] 实施例1使硅铝磷酸盐系加氢CHA型合成沸石承载铜(II )离子,得到氨氧化催 化剂。
[0089] 沸石原料的调整
[0090] 首先,在玻璃容器中搅拌混合离子交换水与
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1