[发明专利]Cu-SAPO-34分子筛合成方法及合成的分子筛和应用

说明书

本发明涉及一种合成Cu‑SAPO‑34分子筛的方法及其产品和用途。更具体地，涉及的方法包括将使用铜胺络合物为模板剂合成的高Cu含量的Cu‑SSZ‑13分子筛作为Cu源和部分硅铝源及晶种，进行Cu‑SAPO‑34分子筛的合成。该方法不但可以在一定宽范围内控制SAPO‑34分子筛中的铜负载量，还可以有效调控分子筛中的硅原子含量及其分布，产品收率高。所得到的Cu‑SAPO‑34分子筛催化剂表现出优异的水热稳定性和选择性还原脱除NO_x反应的催化性能。

技术领域

本发明属于化学化工领域，涉及分子筛及其制备方法，尤其涉及一种合成Cu-SAPO-34的方法和通过该方法获得的产品及其用途。所述Cu-SAPO-34可用于氮氧化合物消除过程的催化剂。

背景技术

氮氧化物(NOx)作为主要大气污染物之一，能引起酸雨，光化学烟雾等诸多环境问题，且对人体健康构成严重危害。移动源汽车尾气的排放和固定源工厂废气的排放是NOx的主要来源。以NH₃为还原剂选择催化还原NOx即NH₃-SCR技术可以将其转化为无害的氮气，在催化去除NOx过程中起到极为重要的作用。其关键核心是SCR催化剂的开发。传统的脱硝催化剂主要是V-Ti-W体系，但是随着发动机技术中稀燃技术的广泛采用，稀燃尾气排放温度降低，V-Ti-W体系的催化剂较窄温度适用范围不能满足要求，而且其潜在的对环境造成污染的可能性也限制了其应用。1986年，Iwamoto等人首次报道了Cu²⁺交换的ZSM-5有催化NO直接分解为N₂和O₂的能力，但是后续研究发现，NO直接分解由于效率低下，很难被直接应用。到上世纪90年代初，Cu-ZSM-5才被用于SCR反应中。在之后的研究中，分子筛催化体系逐渐成为研究热点。近年来，具有CHA结构的Cu基小孔分子筛催化剂，Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34(SSZ-13是与SAPO-34具有相同拓扑结构的分子筛，区别在于前者是硅铝分子筛，后者是磷酸硅铝分子筛)，由于其高效的低温催化活性和N₂选择性、优异的水热稳定性和抗中毒能力受到广泛关注。