[发明专利]一种中空Cu-SSZ-13分子筛催化剂及应用

说明书

本发明公开了一种中空结构Cu‑SSZ‑13分子筛制备方法及选择性催化NH₃还原NO的方法，包括以下步骤：首先由硅源、铝源、无机碱、微孔模板剂、有机添加剂充分混合所形成的凝胶经一步水热晶化直接制得中空单晶SSZ‑13分子筛；然后分别进行NH₄⁺和Cu²⁺离子交换，离心洗涤，干燥，焙烧制得中空结构Cu‑SSZ‑13分子筛；最后在中空结构Cu‑SSZ‑13分子筛的催化作用下，利用NH₃作为还原剂将NO选择性还原为N₂。本发明通过一步水热法制得中空结构SSZ‑13分子筛，相较于传统的两步酸碱处理方法，更经济，简单，高效；同时在NO还原反应中，有利于各反应分子的传质扩散，从而有效提高了NO还原的活性，拓宽了活性窗口，更加适用于高空速条件下的NO还原反应。

技术领域

本发明涉及锅炉、焚烧炉等固定源烟气、柴油车排放尾气等所含氮氧化物气体污染物的脱除，即脱硝分子筛催化剂反应领域，具体涉及到中空 Cu-SSZ-13分子筛催化剂的制备和应用。

背景技术

近年来，随着大气污染愈发严重，人们越来越重视大气污染物的排放问题，NO_X被明确列为一类实行总量控制的污染物，其排放密度高，排放集中，造成的危害十分严重，是最难脱除的污染物之一。柴油车在运行过程中，会产生大量的NO_X，对大气造成严重污染。NH₃选择性催化还原NO_X (NH₃-SCR)是一项成熟有效的柴油车尾气NO_X净化技术，它的原理是将NH₃作为还原剂，在特殊的脱硝催化剂作用下把NO_X还原成N₂，实现绿色无污染。目前作为NH₃-SCR反应的催化剂的材料较多，其可以分为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、分子筛催化剂等三类。传统的V₂O₅-WO₃(MO₃)₃/TiO₂催化剂存在活性温度窗口窄，N₂的选择性和热稳定性差，易失活，活性组分V₂O₅对尾气中的SO₂具有很强的催化氧化性能等缺陷，限制其应用。分子筛具有大的比表面积、优异的热稳定性和抗老化能力、较高的反应活性，是目前净化柴油车尾气时首选的催化剂。目前常用的分子筛脱硝催化剂主要有 Cu-ZSM-5、Fe-ZSM-5、Cu-SAPO-34、Cu-Beta、Cu-SSZ-13等。