Cu-SSZ-13脫硝催化劑原位合成條件的優(yōu)化.pdf

1、隨著全球石油資源日趨短缺，溫室效應(yīng)加劇，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)因其高效性和持久性，在道路交通運(yùn)輸工具中得到了廣泛應(yīng)用，全球機(jī)動(dòng)車(chē)開(kāi)始呈現(xiàn)“柴油化”趨勢(shì)。面對(duì)嚴(yán)格的排放法律法規(guī)，控制柴油車(chē)尾氣中NOx的排放量已成為國(guó)內(nèi)外尾氣催化凈化領(lǐng)域得最突出難點(diǎn)之一。氨選擇性催化還原(NH3-SCR)技術(shù)因其具有高效率、高經(jīng)濟(jì)性、低成本等優(yōu)點(diǎn)已成為目前適用于移動(dòng)源主要的脫硝技術(shù)，而核心問(wèn)題是研發(fā)高效穩(wěn)定、環(huán)境友好的SCR催化劑。沸石分子篩是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)

2、脫硝催化劑，其中微孔分子篩SSZ-13具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，使其在很多領(lǐng)域中顯示出廣闊的應(yīng)用前景，近年來(lái)成為研究熱點(diǎn)。因此，本課題利用原位水熱合成法，探討研究了金屬活性組分前驅(qū)鹽種類、離子改性（銨交換和鈰交換）和模板劑（銅胺絡(luò)合物和N，N，N-三甲基-1-金剛烷基氫氧化銨）等參數(shù)條件對(duì)新鮮和水熱老化樣品的催化脫硝活性、N2O生成量及其物性結(jié)構(gòu)的影響，以期制備出形貌結(jié)構(gòu)規(guī)整、脫硝活性和抗老化性能優(yōu)異的Cu-SSZ-13催化劑。研究工作的

3、主要結(jié)論如下:
　　采用原位水熱合成法，由不同種類的銅鹽(Cu(NO3)2、CuSO4、 CuCl2)為銅源（晶化72h，銨交換12h條件下）制備了一系列Cu-SZZ-13樣品。在晶化過(guò)程中由于受霍夫邁斯特陰離子效應(yīng)影響，陰離子在模板劑膠團(tuán)上的吸附能力表現(xiàn)了很大的不同(NO3-＞Cl-＞ SO42-)，導(dǎo)致了Cu物種分布、分子篩骨架Si和Al原子、載體微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，從而表現(xiàn)出了不同的催化活性和抗老化性能。以Cu(NO3)2為銅

4、鹽制備的Cu-SSZ-13具有優(yōu)異的催化活性和抗老化性能。新鮮和老化(800℃，20 h)樣品的高活性(90％～100％)溫度窗口分別為180～700℃和240～600℃。立方型晶粒規(guī)整尺寸小，分散性較好，擇形作用優(yōu)良。
　　在不同銅源制備Cu-SSZ-13的基礎(chǔ)上，詳細(xì)考察了銨交換時(shí)間和Ce交換對(duì)催化劑脫硝活性和抗老化性能的影響。以CuSO4為銅源，經(jīng)銨交換12hCe交換2h樣品的低溫活性優(yōu)異，活性窗口較寬;各孔結(jié)構(gòu)參數(shù)較大，分

5、子篩骨架結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。延長(zhǎng)銨交換時(shí)間使得新鮮樣品的低溫活性降低，抗老化能力有明顯提高。以Cu(NO3)2為銅源，銨交換12h樣品具有優(yōu)異脫硝活性和很寬的活性窗口，分子篩骨架結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。以CuCl2為銅源，不同離子交換方法制備的Cu-SSZ-13老化前后樣品時(shí)性能與CuSO4所制樣品相似。但銨交換24 h樣品表現(xiàn)出優(yōu)良的催化活性和更高的水熱穩(wěn)定性。
　　通過(guò)調(diào)變TMAda-OH用量和晶化時(shí)間，采用原位水熱合成法成功制備Cu-SZZ-1