[发明专利]一种脱硝铜基分子筛催化剂、制备方法及其用途

权利要求书

1.一种脱硝铜基分子筛催化剂，所述催化剂由以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂以及覆盖在其表面的二氧化硅薄膜组成。

2.如权利要求1所述的脱硝铜基分子筛催化剂，其特征在于，所述二氧化硅薄膜的厚度为2nm以下，优选1nm以下；

优选地，在以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂中，活性组分Cu的负载量为1～5wt％，优选1～3wt％。

3.一种如权利要求1或2所述的脱硝铜基分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂加入到有机溶剂中，随后向其中加入正硅酸四乙酯，然后将溶液在80～100℃的条件下回流1～3h；

(2)过滤，干燥，焙烧；

任选地，重复步骤(1)和步骤(2)。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，每25～100ml的有机溶剂，加入1～4g的以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂，优选加入1～2g的以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂；

优选地，每1～4g的以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂，加入0.15～1ml的正硅酸乙酯，优选加入0.3～0.8ml的正硅酸乙酯；

优选地，所述有机溶剂为正戊烷、异戊烷、正己烷或异己烷中的任意一种或者至少两种的混合物。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂的制备方法包括如下步骤：

(1a)将商用分子筛加入到铵盐溶液中，50～120℃下搅拌1～3h，随后过滤并用去离子水清洗以获得NH⁴⁺形式，然后将所得氨型分子筛干燥；

(1b)重复步骤(1a)；

(1c)常温下将得到的氨型分子筛加入到铜盐溶液中搅拌4～24h，将所得产物过滤，水洗，干燥，焙烧，得到以离子交换法制备的铜基分子筛催化剂。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述商用分子筛为ZSM-5、Y、MOR或BEA中的任意一种或者至少两种的混合物；

优选地，所述铵盐为硝酸铵或/和氯化铵；

优选地，步骤(1a)中干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为8～16h。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，重复步骤(1a)的次数为1～3次，优选2次；

优选地，所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜或氯化铜中的任意一种或者至少两种的混合物；

优选地，所述铜盐溶液的浓度为0.05M～2M。

8.如权利要求5-7之一所述的方法，其特征在于，步骤(1c)中干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为8～16h；

优选地，步骤(1c)中焙烧在空气气氛下进行，焙烧温度为500～600℃，焙烧时间为4～8h；

优选地，步骤(2)干燥的温度为80～120℃，干燥的时间为1～5h；

优选地，步骤(2)所述焙烧的温度为500～600℃，焙烧的时间为4～8h。

9.如权利要求3-8之一所述的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)将商用分子筛加入到铵盐溶液中，50～120℃下搅拌1～3h，随后过滤并用去离子水清洗以获得NH⁴⁺形式，然后在80～120℃下将所得氨型分子筛干燥8～16h，最后重复上述步骤两次以使得氨交换充分；常温下将氨型分子筛加入到铜盐溶液中搅拌4～24h，随后将所得样品过滤，并用去离子水冲洗，然后在80～120℃下干燥8～16h，最后在500～600℃空气氛下焙烧4～8h；

(2)采用液相沉积法对上述制备的铜基分子筛催化剂进行表面改性，具体过程为：将1～4g的催化剂加入到25～100mL的有机溶剂中，随后向其中加入0.15～1mL的正硅酸四乙酯，将溶液在80～100℃的条件下回流1～3h，最后将溶液过滤，在80～120℃下干燥1～5h，然后在500～600℃下焙烧4～8h，得到脱硝铜基分子筛催化剂。

10.一种如权利要求1或2所述的脱硝铜基分子筛催化剂的用途，其特征在于，其用于柴油车尾气中氮氧化物脱除。