[发明专利]Cu-ZSM-5掺杂Zr和Sr复合催化剂的制备方法和应用

摘要

本发明提供了Cu-ZSM-5掺杂Zr和Sr复合型催化剂的制备方法和应用。Na-ZSM-5分子筛与NH₄Cl交换，制备出氨型NH₄-ZSM-5分子筛，随后将NH₄-ZSM-5分子筛加入醋酸铜溶液，通过离子交换法制备出Cu-ZSM-5分子筛，再通过浸渍法掺杂少量Zr和Sr，制备出高比表面积(350m²/g～400m²/g)复合型Zr-Sr/Cu-ZSM-5催化剂。催化剂在较宽的温度(150℃～650℃)范围内，对高空速(120,000mL.(g.h)^-1～360,000mL.(g.h)^-1)、高O₂浓度(10vl.％～20vl.％)、高H₂O含量(5wt％～10wt％)和低NO浓度(300ppm～1000ppm)污染物具有高的催化消除效果(NO转化率50％～97％)。在反应体系中加入碳氢化合物(100ppm～300ppm丙烯)后，催化剂具有高的抗积碳性能。

主权项

Cu‑ZSM‑5掺杂Zr和Sr复合型催化剂的制备方法，其特征在于：将Na‑ZSM‑5分子筛与0.1～0.5mol.L^‑1NH₄Cl溶液在60～80℃离子交换2～5h，其中Na‑ZSM‑5分子筛的硅铝比为(20mol～25mol):1mol；其中Na‑ZSM‑5分子筛与NH₄Cl的比例为100g：(0.6mol～3.0mol)，上述过程重复1～3次，过滤、洗涤3～5次、120～140℃干燥18～24h得到NH₄‑ZSM‑5分子筛；将所得NH₄‑ZSM‑5分子筛加入到0.01mol.L^‑1～0.024mol.L^‑1Cu(OAc)₂中，60～80℃离子交换2～5h，其中NH₄‑ZSM‑5分子筛与Cu(OAc)₂比例为100g：(0.03mol～0.072mol)，依上述过程，重复1～3次，过滤、洗涤3～5次、120～140℃干燥18～24h，得Cu‑ZSM‑5前驱体；随后均匀混合0.001mol.L^‑1～0.003mol.L^‑1Zr(NO₃)₄溶液和0.001mol.L^‑1～0.003mol.L^‑1Sr(NO₃)₂溶液，其中Zr(NO₃)₄与Sr(NO₃)₂摩尔比例为1：1，将以上制备的Cu‑ZSM‑5前驱体加入上述混合液中，使用浸渍法浸渍24～48h，其中，Cu‑ZSM‑5前驱体与Zr(NO₃)₄的比例为100g:(0.003mol～0.009mol)，随后120～140℃干燥18～24h，450～550℃焙烧4～6h，制得负载型复合Zr‑Sr/Cu‑ZSM‑5催化剂。