[发明专利]H-SSZ-13分子筛的制备方法

说明书

本发明涉及一种H‑SSZ‑13分子筛的制备方法，属于氢型分子筛催合成领域，包括以下步骤：a)将硅源、铝源、模板剂和水搅拌混合均匀，制得导向剂溶液；b)将硅源、铝源、模板剂、助模板剂、助溶剂和水，混合均匀形成初始凝胶，然后加入导向剂溶液，搅拌均匀后晶化；c)晶化结束后，将产物经分离、水洗、干燥、焙烧制得H‑SSZ‑13分子筛。本发明使用导向剂溶液和助模板剂来达到降低昂贵模板剂的使用，缩短晶化时间，以致大幅度降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种H-SSZ-13分子筛的制备方法，属于氢型分子筛催合成领域。

背景技术

移动源脱硝技术是目前研究热点问题，尤其是当前机动车辆日益增多，造成更多的NO_X排放。氨选择性催化还原技术(NH₃-SCR)是目前国际上应用最为广泛的NO_X脱除技术，其原理是以NH₃作为还原剂，将NO_X还原为无害的N₂而排放。SCR技术的关键是开发高效稳定的催化剂体系，以适应机动车使用的特殊环境。

SSZ-13分子筛是一种CHA拓扑结构的分子筛，其孔道尺寸只有0.38nm，属于小孔分子筛。Cu基SSZ-13分子筛催化剂用于NH₃-SCR反应时，由于催化活性高、N₂选择性好、热稳定性优异、抗HCs中毒能力强等而受到广泛关注。专利US 4544538首次公开了SSZ-13分子筛的一种合成方法。该技术使用了昂贵的N,N,N-三甲基-1-金刚烷胺有机阳离子作为模板剂来合成SSZ-13分子筛。这种模板剂的使用严重限制了SSZ-13分子筛的工业应用。为了促进SSZ-13工业化的可能，研究者们将重点放在如何降低生产成本上。目前研究方向为通过使用廉价的替代模板剂和晶种来减少模板剂的使用量。专利(CN 201310645906.4)公开介绍了使用氯化胆碱作为模板剂来降低合成成本；专利(201510583041.2；201510583383.4)公开介绍了使用四乙基氢氧化铵和USY分子筛共同作用来取代N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵；专利(201511018804.5)公开介绍了以双环[2.2.1]庚烷-2-亚甲基-N,N,N-三甲基氢氧化铵作为阳离子模板剂为模板剂来合成SSZ-13分子筛。这些公开技术在降低模板剂成本上没有实质性进展，而且得到的SSZ-13分子筛还需要进行铵交换。因此，开发成本低、工艺简单的SSZ-13分子筛的合成路线，对于推进SSZ-13分子筛的大规模应用具有重要意义。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种H-SSZ-13分子筛的制备方法，通过使用导向剂溶液、助模板剂和助溶剂来减少昂贵模板剂用量，直接合成氢型SSZ-13分子筛，简化生产工艺，降低生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种H-SSZ-13分子筛的制备方法，包括以下步骤：

a)将硅源、铝源、模板剂和水搅拌混合均匀，制得导向剂溶液；

b)将硅源、铝源、模板剂、助模板剂、助溶剂和水，混合均匀形成初始凝胶，然后加入导向剂溶液，搅拌均匀后晶化；

c)晶化结束后，将产物经分离、水洗、干燥、焙烧制得H-SSZ-13分子筛。

所述的H-SSZ-13分子筛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a)按照SiO₂:Al₂O₃:R:H₂O＝1:(0.01～1):(0.01～1):(5～40)的配比将硅源、铝源、模板剂和水搅拌混合均匀，在0～150℃下晶化0.1～24h，制得导向剂溶液；