[发明专利]一种改性Cu-SSZ-13催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种改性Cu‑SSZ‑13催化剂及其制备方法和用途，所述制备方法包括如下步骤：(1)酸浸由原位合成法制备得到的Cu‑SSZ‑13分子筛，固液分离，烘干，焙烧，得到第一次处理后的Cu‑SSZ‑13催化剂；(2)铵盐溶液浸取步骤(1)所得第一次处理后的Cu‑SSZ‑13催化剂，固液分离，烘干，焙烧，得到改性Cu‑SSZ‑13催化剂。本发明使用酸溶液以及铵盐作为处理剂，提高了分子筛的结晶度，降低分子筛中CuO_x的同时暴露出更多的活性铜离子，并且有效地降低铜铝比，有效提高了催化剂的高温活性与水热稳定性，使催化剂在550℃时NO_x的转化率仍能高达97％。

技术领域

本发明属于环境催化技术领域，涉及一种催化剂及其制备方法和用途，尤其涉及一种改性Cu-SSZ-13催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气污染中的重要污染物，主要来源于固定源和移动源，它会引起酸雨、雾霾、光化学烟雾等重大环境问题，不仅对生态环境有重大影响，同时也危及人类健康。目前，以NH₃为选择性还原剂催化还原NO_x(NH₃-SCR)因其NO_x转化率高，燃油经济性好，反应温度低等优点已被广泛用于固定源烟气脱硝和柴油车尾气净化。

高效NH₃-SCR催化剂是该技术的核心。目前，Cu-SSZ-13分子筛催化剂因其兼具高活性和水热稳定性已经成为新一代NH₃-SCR催化剂。该催化剂是以SSZ-13为载体进行铜离子交换而制得。

传统的SSZ-13载体的制备需要使用昂贵的N,N,N-三甲基金刚烷氢氧化铵为模板剂。随着技术的进步，目前已有大量文献报道了价格低廉，制备简单的合成SSZ-13载体的方法。其中，以Cu-TEPA为模板剂制备Cu-SSZ-13分子筛的原位合成法因制备简单，价格低廉而受到广泛关注。

CN 101973562 A公开了一种Cu-SSZ-13分子筛催化剂的制备方法，该方法将偏铝酸钠、氢氧化钠、硅溶胶、铜盐、有机胺加入去离子水中搅拌后得到凝胶，于反应釜中反应后冷却，经离心过滤、洗涤、干燥，煅烧，得到Cu-SSZ-13分子筛催化剂。

该种方法引入了大量的Cu离子和CuO_x，使得该种方法制备的Cu-SSZ-13催化剂高温活性和水热稳定变差。因此，通过合适的后处理方法进一步提高该催化剂的活性和水热稳定性仍面临着巨大的挑战。

CN 103599813 A公开了一种低温脱硝SCR催化剂，该催化剂包括Cu改性的分子筛载体和选自Ce、Zr与Mn三种元素中的一种或多种氧化物。该催化剂虽然能够在100-250℃范围内对氮氧化物脱除效果达到62-100％，但由于铜铝比较高，高温催化活性较差。

CN 103157505 A公开了一种Cu-SSZ-13催化剂、制备方法及其用途，该方法对原位合成法制备得到的Cu-SSZ-13分子筛进行酸浸后处理，后处理得到的催化剂在高温时催化活性较高，但该催化剂经过老化后，高温催化活性降低。

因此，如何使Cu-SSZ-13催化剂具有高温活性与水热稳定性是目前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改性Cu-SSZ-13催化剂及其制备方法和用途。该催化剂通过对原位合成法制备得到的Cu-SSZ-13分子筛进行后处理，降低了Cu-SSZ-13分子筛的铜铝比，提高了改性得到的Cu-SSZ-13催化剂的催化活性与水热稳定性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种改性Cu-SSZ-13催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：