[发明专利]一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将焙烧后的Beta分子筛加入到碱溶液中，所述碱溶液与所述Beta分子筛的液固质量比为2:1~100:1，两者搅拌混合后，在50~160℃的密闭条件下处理0.5~10h，得到的悬浊液产物为结构导向剂；

S2、将铝源、钠源溶解于去离子水中搅拌均匀，然后加入硅源充分搅拌均匀后，形成硅铝凝胶；将铁源加入到所述硅铝凝胶中并搅拌，然后加入步骤S1所得的结构导向剂，将上述混合凝胶在60~100℃下陈化1~2h后，装入高压反应釜中，升温至135~165℃晶化24~72h，在无模板剂条件下，一步合成低硅铝比Na型Fe-Beta分子筛；

S3、将步骤S2中所得的低硅铝比Na型Fe-Beta分子筛放入铵盐水溶液中，在60～110℃条件下进行铵离子交换1～3次后，交换完成后进行干燥、焙烧，得到H型Fe-Beta分子筛；

S4、将步骤S3中所得的H型Fe-Beta分子筛加入到镧盐水溶液的混合液中，在60～100℃水浴条件下回流搅拌4～6h进行离子交换；然后撤掉回流冷凝装置，继续在60～100℃下加热搅拌进行浸渍，直至液体成分蒸干得到固体粉末；将得到的固体粉末干燥、焙烧后得到低硅Fe-La-Beta分子筛；

S5、将步骤S4所制得的低硅Fe-La-Beta分子筛与硅溶胶按照1.0～5.0：1的重量比混合，加入去离子水，调制成固含量为35.0～55.0wt％的催化剂浆液，并将其通过浸渍法涂覆在多孔规整材料上，用压缩空气吹掉多余的浆液液滴，然后干燥、焙烧，制成含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂，载体的负载量为10～25wt％。

2.根据权利要求1所述的一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的任意一种水溶液；所述碱溶液的质量浓度为5%~50%。

3.根据权利要求1所述的一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，合成原料摩尔组成为硅源：铝源：钠源：铁源：H₂O=3~25：1：2~15：0.05~0.5：40~180。

4.根据权利要求1所述的一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，结构导向剂加入量以其中的Beta分子筛干基计，为硅铝凝胶干基总质量的0.4~15%。

5.根据权利要求1所述的一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述钠源为氢氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种；所述铁源为硝酸铁、乙酸铁、碳酸铁、氯化铁、草酸铁、二茂铁及硫酸铁中的任意一种；所述铝源为拟薄水铝石、异丙醇铝、氧化铝、偏铝酸钠、氢氧化铝中的一种或几种；所述硅源为硅溶胶、硅酸、二氧化硅、白炭黑、正硅酸乙酯、硅酸钠中的一种或几种；所述铵盐水溶液为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵或碳酸氢铵的其中任意一种的水溶液；所述镧盐水溶液为硝酸镧、硫酸镧、氯化镧或草酸镧的其中任意一种的水溶液。

6.根据权利要求1所述的一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，于105～120℃下干燥5～10h，然后于450～650℃条件下焙烧2～10h；所述步骤S4中，固体粉末在90～110℃下干燥5～12h，然后在450～650℃下焙烧2～3h。

7.根据权利要求1所述的一种含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，于100～140℃条件下干燥12～48h，然后于450～650℃条件下焙烧1～6h。

8.根据权利要求1~7任一所述制备方法制备的含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂。

9.根据权利要求8所述的含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂在选择性还原脱硝反应中的应用。

10.根据权利要求9所述的含低硅复合金属Beta分子筛的催化剂在选择性还原脱硝反应中的应用，其特征在于，所述脱硝反应条件为：体积空速600000h^-1，500ppm NO，500ppmNH₃，5%O₂，3%H₂O，200ppmSO₂，8%CO₂，N₂做平衡气。