[发明专利]一种分子筛的制备方法及其应用和废水的利用方法

说明书

本发明公开了一种分子筛的制备方法及其应用和废水的利用方法。所述方法包括以下步骤：(1)将原料在水中混合均匀得到混合物；(2)将混合物置于水热反应釜中进行晶化，晶化完成后，固液分离得到固体产物和母液废水，收集母液废水；(3)对固体产物进行洗涤、干燥和煅烧处理后得到分子筛；或者将固体产物加入含铜离子的离子交换液中进行离子交换，然后依次进行固液分离、洗涤、干燥和煅烧处理后得到分子筛；(4)重复步骤(1)，同时将步骤(2)中收集到的母液废水循环利用加入步骤(1)中，以使得步骤(1)中原料部分来自于母液废水。本发明解决了废水处理耗能严重、生产成本居高不下的技术问题。

技术领域

本发明属于分子筛制备领域，更具体地，涉及一种分子筛的制备方法及其应用和废水的利用方法。

背景技术

柴油发动机的燃油经济性能高，输出动力大，在运输行业得到广泛的应用，然而，柴油机尾气中含有氮氧化物(NO_x)，是造成酸雨和光化学烟雾的主要因素，对环境危害大。随着全球环保意识的提升，世界各国对于尾气排放的法规越来越严格。为了解决柴油使用需求与环境保护之间的冲突，尾气净化成为当今社会的热点。

氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)氮氧化物因具有高效性和高经济性，成为目前应用比较广泛的脱硝技术，而这项技术的核心是研发出高效稳定的催化剂。现如今应用最多的商业催化剂是钒钨钛(V₂O₅-WO₃/TiO₂)复合材料，反应活性中心是V₂O₅，它具有较高的催化活性和抗硫性能，但沸点较低，在高温下容易挥发，从而对人体和环境造成危害。此外，V₂O₅在将烟气中的NO_x还原为N₂和H₂O的同时，也会将烟气孔道中的SO₂氧化为SO₃，SO₃会和氨气反应，生成硫酸铵和硫酸氢铵从而影响催化剂活性和堵塞反应器通道。近年来，具有CHA结构的Cu基分子筛如Cu-SSZ-13，Cu-SAPO-34逐渐受到人们的关注。通过离子交换法或者一步法合成的Cu-SSZ-13具有优异的反应活性、N₂选择性和水热稳定性，已经小规模商用。另外，与具有CHA结构的Cu基分子筛具有相似的孔尺寸和笼大小的小孔Cu基AEI型分子筛如Cu-SSZ-39，在氨气选择性催化还原方面具有较好的催化性能和水热稳定性，有成为下一代商用NH₃-SCR催化剂的潜力。

然而，在Cu基CHA型分子筛和Cu基AEI型分子筛的制备过程中，无一例外的会产生大量废水，而为了促进反应的发生和提高结晶度，初始投料时往往会加入过量的模板剂，从而导致产生的废水中不仅存在着大量未参与反应的硅、铝、钠盐等无机物，还含有有机模板剂。如果直接排放废水，会对环境造成破坏，如果单独建立废水处理系统，又大大增加了生产成本，阻碍了工业放大进程。因此，如何解决废水处理耗能严重、生产成本居高不下是目前研发人员所面临的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种分子筛的制备方法及其应用和废水的利用方法，其目的在于通过将分子筛的制备过程中产生的母液废水进行循环利用，使得母液废水中的原料部分来源于该母液废水。其制备方法工艺简单、能耗低、减少对环境的污染。由此解决废水处理耗能严重、生产成本居高不下的技术问题。