[发明专利]稳定化的微孔晶态材料、其制备方法和用于NOx

说明书

公开了一种微孔晶态材料，其包含具有8环孔隙开口和双6环(d6r)的结构单元的晶体结构，其中该材料包括选自碱土金属族、稀土族、碱金属族或其混合物，以及选自铜、铁或其混合物的第二金属，其中该材料具有3至12的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)，并进一步将其蒸煮以增强稳定性。还公开了制备晶态材料的方法。还公开了选择性催化还原废气中的氮氧化物的方法，其包括至少部分地将废气与包含所公开的微孔晶态材料的制品接触。

技术领域

本公开总体涉及具有8环的孔隙开口和双6环(d6r)的结构单元的微孔晶态材料。本公开更具体地涉及包含选自碱土金属族、稀土族、碱金属族或其混合物的第一金属，选自铁和/或铜的第二金属并且具有从3到12的氧化硅与氧化铝摩尔比的微孔晶态材料(SAR)。本公开还涉及制备这种材料的方法，其可以包括蒸煮(steam)以增强其稳定性，和使用这种稳定化的微孔晶态材料，包括用于废气中的氮氧化物 (NO_x)的选择性催化还原(SCR)。

背景技术

已知氮氧化物(NO_x)是污染气体，主要是由于其腐蚀作用。其实，它们是引起酸雨的主要原因。NO_x污染的主要贡献者是其在柴油汽车和固定源(如燃煤发电厂和涡轮机)的废气中的排放。为了避免这些有害的排放，使用SCR并且其涉及使用沸石催化剂将NO_x转化为氮和水。

因此，仍然需要具有增强的性能和水热稳定性的改良微孔晶态材料，以允许即使在极端温度和湿度条件下废气中NO_x的选择性催化还原。

发明内容

部分地为了满足这个需要，本公开涉及用于在废气中的选择性催化还原NO_x的材料，其在极端温度和湿度条件下具有增强的性能和水热稳定性性质。

公开了一种微孔晶态材料，其具有8环孔隙开口和双6环(d6r) 的结构单元，其包含选自碱土金属族、稀土族、碱金属或其混合物的第一金属，选自铁和/或铜的第二金属。在一个实施方案中，微孔晶态材料具有3至12的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)，并表现出0.7-0.9的表示为NH₃/Al摩尔比的NH₃吸附容量。

还公开了废气中的氮氧化物的选择性催化还原(SCR)的方法，其包括：至少部分地使所述废气与包含具有双6环(d6r)和8环的孔隙开口的结构单元的微孔晶态材料的制品接触，其中所述材料包括选自碱土金属族、稀土族、碱金属族或其混合物的第一金属和选自铜、铁或其混合物的第二金属。在这种SCR方法中使用的材料具有3至12 的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)；并表现出0.7-0.9的表示为 NH₃/Al摩尔比的NH₃吸附容量。

还公开了制备本文所述的微孔晶态材料的方法。该制造方法包括合成具有8环孔隙开口和双6环(d6r)的结构单元的材料，其中该材料具有3至12二氧化硅与氧化铝的摩尔比(SAR)，并表现出0.7-0.9 的表示为NH₃/Al摩尔比的NH₃吸附容量。在一个实施方案中，该方法包括混合钠、钾、氧化铝、二氧化硅、水和任选的有机模板来形成凝胶；在80至200℃的温度下在容器中加热该凝胶以形成晶态材料；铵交换该材料；通过液相或固体离子交换、浸渍将选自碱土金属族、稀土族、碱金属族或其混合物的第一金属和选自铜、铁或其混合物的第二金属引入所述晶态材料中；并在400至800℃下将所述材料在1至100％的蒸汽中蒸煮至少0.1小时。

除了上述主题之外，本公开还包括许多其他特征，如下文所述的那些。上述描述和以下描述仅是示例性的。

附图说明

附图被并入并构成本说明书的一部分。