[发明专利]CHA型硅铝磷分子筛及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种CHA型硅铝磷分子筛、由其制得的汽车尾气净化用催化剂以及它们的制备方法和应用。所述CHA型硅铝磷分子筛是一系列不同氧化物含量的分子筛，其晶粒大小可控且分布均匀，特别适合实现汽车尾气净化用催化剂的性能需求。另外，本发明的以所述CHA型硅铝磷分子筛为载体的汽车尾气净化用催化剂具有优异的高温低温水热稳定性及高效的脱硝催化活性，所述分子筛在石油化工及化学化工方面也具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种分子筛及其制备方法和应用，具体地涉及一种CHA型硅铝磷分子筛及其制备方法和应用。

背景技术

当今的雾霾天气主要来自柴油发动机的尾气中除去不完全的氮氧化物。随着经济的快速发展，生活质量不断提高，人们的环保意识越来越强，城市居民对大气质量的要求越来越高，这就迫切需求开发研制高活性、高选择性、低成本的汽车尾气净化催化剂，有效地控制有害物质的排放，保护生态环境和人类自身健康。

早期人们使用二效催化剂通过氧化还原把汽车尾气中有毒的一氧化碳和燃烧不完全的碳氢化合物除去，但是，尾气中还包含着氮氧化物，它们是形成酸雨和光化学烟雾的主要污染物，对生态环境造成严重的危害，因此，必须在它们被排放入大气之前对其进行处理。将贵金属铂-铑-钯及稀土金属钒及钨的氧化物掺杂到二效催化剂中，能有效的将氮氧化物转化成无毒的氮气，该催化剂称为三效催化剂。但是，贵金属价格贵，钒的使用会构成对环境的二次污染。更重要的是，它们适用条件苛刻，只能在非常狭窄的气/燃比(14.7：1)下操作，容易中毒失效，只能用于处理无铅汽油燃烧时产生的尾气。近年来，贫燃汽油发动机以及柴油发动机的设计和应用呈不断上升的趋势，在贫燃条件下，尾气中存在大量过剩氧气和水蒸气，这就容易导致三效催化剂对脱硝功能的完全失效。

后来发现一种称之为沸石的分子筛，在1000℃的温度下水热处理后，通过XRD、NMR、BET分析的分析检测手段确认，它的微孔型晶体结构依然保持稳定，同时吸附性能也是稳定的，因此这种具有微孔型结构和抗高温高湿热能力的沸石可望作为汽车尾气净化催化剂的载体。但这种沸石的有效的制备方法却尚未见报道，而且也需要开发研制更加适用于作为汽车尾气净化催化剂的载体的、性能更优越的沸石。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种CHA型硅铝磷分子筛，其晶粒大小可控且分布均匀，适合作为汽车尾气净化用催化剂的载体。

本发明的另一个目的在于提供一种上述CHA型硅铝磷分子筛的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种上述CHA型硅铝磷分子筛的应用，其用于不同种柴油机的汽车尾气的脱硝及石油化工及化学化工。

本发明的第四个目的在于提供一种汽车尾气净化用催化剂，其用上述CHA型硅铝磷分子筛作为载体。

本发明的第五个目的在于提供一种上述汽车尾气净化用催化剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种CHA型硅铝磷分子筛，其中氧化物的百分含量范围为Al₂O₃:35-42；SiO₂:7-12；P₂O₅:45-53。

根据本发明，所述CHA型硅铝磷分子筛的晶粒大小在0.5-4微米之间，粒径分布d₉₀小于8微米。

根据本发明，所述CHA型硅铝磷分子筛的比表面积>700m²/g，酸密度介于1.0-2.0mmol/g之间。

本发明还提供如下的技术方案：

一种汽车尾气净化用催化剂，其以上述CHA型硅铝磷分子筛作为载体，所述载体上负载有铜，所述铜的负载量是1-5wt％。