5分子筛与NH4Cl的比例为10g:0.6mol，上述过程重复I次，过滤、洗涤3次、120°C干燥18h得到NH4-ZSM-5分子筛；将所得NH4_ZSM_5分子筛加入到0.0lmol.L4Fe (OAc)2中，60°C离子交换 2h，其中 NH4_ZSM_5 分子筛与 Fe (OAc)2K例为 10g:0.03mol，依上述过程，重复I次，过滤、洗涤3次、120°C干燥18h，得Fe-ZSM-5前驱体。随后均匀混合 0.0Olmol.L4Zr (NO3)4溶液和 0.0Olmol.L 4Sr (NO3)2溶液，其中 Zr (NO 3)4与 Sr (NO 3)2比例为1:1，将以上制备的Fe-ZSM-5前驱体加入上述混合液中，使用浸渍法浸渍24h，其中，Fe-ZSM-5 前驱体与 Zr (NO3)4的比例为 100g:0.003mol，随后 120°C干燥 18h，450°C焙烧 4h，制得负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5-1催化剂。
[0022](2)催化剂，在 120，OOOmL.(g.h)―1 空速下、1vl.% O 2浓度、5wt % H 20 浓度和300ppm N0、300ppm NH3条件下，在宽的温度范围(150°C?550°C)内，对300ppm NO具有高的催化消除活性(NO转化率=50%?97%);在以上反应条件下，考察负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5-1催化剂，在450°C，100小时内NO转化率，在所研宄的温度范围下，催化活性仍然保持尚的稳定性，表现出尚的稳定性。
[0023]实施例2
[0024](I)将硅铝比为 23mol:1mol 的 Na-ZSM-5 分子筛与 0.3mol.T1NH4Cl 溶液在 70°C离子交换3h，其中Na-ZSM-5分子筛与NH4Cl的比例为10g:2.0mol，上述过程重复2次，过滤、洗涤4次、130°C干燥20h得到NH4-ZSM-5分子筛；将所得NH4_ZSM_5分子筛加入到0.015mol.L-1Fe (OAc)2中，780°C 离子交换 3h，其中 NH 4_ZSM_5 分子筛与 Fe (OAc)2比例为10g:0.05mol,依上述过程，重复2次，过滤、洗涤4次、130°C干燥20h，得Fe-ZSM-5前驱体。随后均匀混合 0.002mol.L-1Zr (NO3) 4溶液和 0.002mol.L ^1Sr (NO3) 2溶液，其中 Zr (NO 3) 4与Sr (NO3)2比例为1:1，将以上制备的Fe-ZSM-5前驱体加入上述混合液中，使用浸渍法浸渍36h，其中，Fe-ZSM-5前驱体与Zr (NO3)4的比例为10g:0.006mol，随后130°C干燥20h，500°C焙烧5h，制得负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5-1I催化剂。
[0025](2)催化剂，在 200，000mL.(g.h) ―1 空速下、15vl.% O 2浓度、8wt % H 20 含量和500ppm N0、500ppm NH3条件下，在宽的温度范围(150°C?650°C)内，具有高的催化消除低浓度500ppm NO活性(NO转化率=53%?98% );在以上反应条件下，考察负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5-1I催化剂，在450°C，100小时内NO转化率，在所研宄的温度范围下，催化活性仍然保持高的稳定性，表现出高的稳定性。
[0026]实施例3
[0027](I)将硅铝比为 25mol:1mol 的 Na-ZSM-5 分子筛与 0.5mol.T1NH4Cl 溶液在 80°C离子交换5h，其中Na-ZSM-5分子筛与NH4Cl的比例为10g:3.0mol，上述过程重复3次，过滤、洗涤5次、40 °C干燥24h得到NH4-ZSM-5分子筛；将所得NH4_ZSM_5分子筛加入到0.02411101.1^^((^(3)2中，80°〇离子交换5h，其中NH「ZSM-5分子筛与Fe (OAc)2比例为10g:0.072mol，依上述过程，重复3次，过滤、洗涤5次、140°C干燥24h，得Fe-ZSM-5前驱体。随后均匀混合 0.003mol.L-1Zr (NO3) 4溶液和 0.003mol.L ^1Sr (NO3) 2溶液，其中 Zr (NO 3) 4与Sr (NO3)2比例为1:1，将以上制备的Fe-ZSM-5前驱体加入上述混合液中，使用浸渍法浸渍48h，其中，Fe-ZSM-5前驱体与Zr (NO3)4的比例为10g:0.009mol，随后140°C干燥24h，550°C焙烧6h，制得负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5-1II催化剂。
[0028](2)催化剂，在 360，OOOmL.(g.h)—1 空速下、20vl.% O 2浓度、1wt % H 20 含量和100ppm NOUOOOppm NH3条件下，在宽的温度范围(150°C?650°C)内，具有高的催化消除低浓度100ppm NO活性(NO转化率=45%?95% );在以上反应条件下，考察负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5-1II催化剂，在450°C，100小时内NO转化率，在所研宄的温度范围下，催化活性仍然保持高的稳定性，表现出高的稳定性。
【主权项】
1.Fe-ZSM-5掺杂Zr和Sr复合型催化剂的制备方法，其特征在于:将Na_ZSM_5分子筛与0.1?0.5mol.L 1NH4Cl溶液在60?80 °C尚子交换2?5h，其中Na-ZSM-5分子筛的娃铝比为(20mol?25mol):1mol ;其中Na-ZSM-5分子筛与NH4Cl的比例为10g: (0.6mol?3.0mol)，上述过程重复I?3次，过滤、洗涤3?5次、120?140°C干燥18?24h得到NH4-ZSM-5 分子筛； 将所得 NH4-ZSM-5 分子筛加入到 0.0lmol.Γ1 ?0.024mol.厂1Fe (OAc) 2中，60 ?80°C离子交换 2 ?5h，其中 NH4-ZSM-5 分子筛与 Fe (OAc)2K例为 10g: (0.03mol ?0.072mol)，依上述过程，重复I?3次，过滤、洗涤3?5次、120?140°C干燥18?24h，得Fe_ZSM_5前驱体;随后均勾混合 0.0Olmol.L ^0.003mol.L 1Zr (NO3) 4溶液和 0.0Olmol.L ^0.003mol.L-1Sr (NO3)2溶液，其中Zr (NO3)4与Sr (NO 3)2摩尔比例为1:1，将以上制备的Fe-ZSM-5前驱体加入上述混合液中，使用浸渍法浸渍24?48h，其中，Fe-ZSM-5前驱体与Zr (NO3) 4的比例为 10g: (0.003mol ?0.009mol)，随后 120 ?140°C干燥 18 ?24h，450 ?550°C焙烧 4 ?6h，制得负载型复合Zr-Sr/Fe-ZSM-5催化剂。
2.根据权利要求1所述方法所制备的催化剂的应用，其特征在于:将上述催化剂放在连续流动固定床装置中通入含有300ppm?100ppm NH3、300ppm?100ppm Ν0、10ν1.%?20vl.% 02和5wt%? 10wt% H2O的混合气中进行反应，其浓度除H2O为重量百分含量外，其余皆为体积百分含量，其中NO和NH3的浓度相等；以上混合气的其余气体为惰性气体；反应压力为常压latm，反应空速为120, OOOmL.(g.h) ―1?360，OOOmL.(g.h) 反应温度为150°C?650°C。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于:反应气体中惰性气体为He或N2。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于:在150°C?650°C温度范围内，保持一个温度点，测试Zr-Sr/Fe-ZSM-5催化剂反应100小时的活性。
【专利摘要】本发明提供了Fe-ZSM-5掺杂Zr和Sr复合型催化剂的制备方法和应用。Na-ZSM-5分子筛与NH4Cl交换，制备出氨型NH4-ZSM-5分子筛，随后将NH4-ZSM-5分子筛加入醋酸铁溶液，制备出Fe-ZSM-5分子筛，再通过浸渍法掺杂少量Zr和Sr，制备出高比表面积(350m2/g～400m2/g)复合型Zr-Sr/Fe-ZSM-5催化剂。所制催化剂在较宽的温度(150℃～650℃)范围内，对高空速(120,000mL.(g.h)-1～360,000mL.(g.h)-1)、高O2浓度(10vl.％～20vl.％)、高H2O含量(5wt％～10wt％)和低NO浓度(300ppm～1000ppm)污染物具有高的催化消除效果(NO转化率45％～95％)。并且该催化剂在较宽的温度范围下(150℃～650℃)，在100小时内保持NO初始转化率。
【IPC分类】B01D53-86, B01J29-46, B01D53-56
【公开号】CN104741142
【申请号】CN201510112646
【发明人】叶青, 李扬, 齐芸芳, 张志昊, 程水源, 康天放, 王道
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月15日