[发明专利]一种Ru-SSZ-13分子筛及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Ru‑SSZ‑13分子筛及其制备方法，包括：步骤1、将一定量浓度为0.001M～0.01M的Ru金属前驱体加入溶剂中，充分溶解后得到黑色溶液；步骤2、设定搅拌速率为100～500转/分钟，在搅拌条件下往步骤1所得黑色溶液中加入一定量的SSZ‑13分子筛，并在25～80℃下持续搅拌2～24h进行离子交换反应，并通过过滤、离心和干燥获得黑色产物；步骤3、将步骤2得到的黑色产物按程序升温焙烧一定时间，得到Ru‑SSZ‑13分子筛。本发明的有益效果是：Ru是一种可变价金属元素，其价态可以从‑2价连续变到+8价，所以Ru具有非常独特的性质；因此在SSZ‑13晶体结构中引入Ru离子可潜在赋予SSZ‑13一些独特且有待发掘的性质。

技术领域

本发明涉及一种新型的Ru-SSZ-13分子筛及其制备方法。

背景技术

近年来，随着工业的迅猛发展，各行业对分子筛的需求显著增加，而SSZ-13分子筛因其具有独特的孔道结构、大的比表面积、良好的水热稳定性和择形功能，自20世纪80年代，美国雪佛龙(Chevron)公司的Zones合成以来，受到学术界和工业界的广泛关注。SSZ-13属于硅铝酸盐系分子筛，其骨架是由AlO₄和SiO₄四面体通过氧原子首尾相连，有序地排列成具有八元环结构的椭球形笼(CHA)，且笼的窗口由D6R单元连接四元环组成，形成具体三维交叉的孔道结构。椭球形笼拓扑结构的内部尺寸为八元环窗口(孔道)属于微孔中的小孔沸石分子筛。SSZ-13分子筛的比表面积高达700m²/g，其特殊的有序骨架组成使其具有较为发达的孔结构和良好的热稳定性，是优异的吸附剂或催化剂载体。此外，SSZ-13分子筛骨架中硅铝相接的氧原子处形成Al-(OH)-Si桥式羟基，使其具有一定的酸性和阳离子交换性能，从而SSZ-13分子筛具有很好的酸性催化、择形催化等性能。基于上述特性，SSZ-13分子筛被广泛用于氨选择性催化还原(NH₃-SCR)、甲醇制烯烃(MTO)和CO₂吸附分离等领域。

通过阳离子交换，目前已经成功制备了Fe-SSZ-13分子筛,Cu-SSZ-13分子筛等，然而Ru-SSZ-13分子筛尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种Ru-SSZ-13分子筛及其制备方法。

这种Ru-SSZ-13分子筛，包括：SSZ-13结构和位于SSZ-13结构表面的三价Ru离子或Ru团簇；所述SSZ-13结构为由AlO₄和SiO₄四面体通过氧原子首尾相接且有序排列成八元环结构的椭球形笼。

这种Ru-SSZ-13分子筛的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将一定量浓度为0.001M～0.01M的Ru金属前驱体加入溶剂中，充分溶解后得到黑色溶液；

步骤2、设定搅拌速率为100～500转/分钟，在搅拌条件下往步骤1所得黑色溶液中加入一定量的SSZ-13分子筛，并在25～80℃下持续搅拌2～24h进行离子交换反应，并通过过滤、离心和干燥获得黑色产物；

步骤3、将步骤2得到的黑色产物按程序升温焙烧一定时间，得到Ru-SSZ-13分子筛。

作为优选，所述步骤1中Ru金属前驱体为氯化钌及其水合物、醋酸钌及其水合物或硝酸钌及其水合物。

作为优选，所述步骤1中溶剂为水或甲醇(水更优)。

作为优选，所述步骤2中SSZ-13分子筛的Si/Al比在10～30之间。

作为优选，所述步骤2中搅拌速率为200转/分钟，搅拌温度为25℃，搅拌时间为12h。

作为优选，所述步骤3中程序的升温速率为1℃/min～10℃/min(5℃/min更优)。