[发明专利]一种CHA结构分子筛及其尾气脱硝催化剂的制备方法与应用

权利要求书

1.一种CHA结构分子筛，其特征在于：采用N,N,N-三烷基-(降莰烷-2-基)季铵鎓化合物为有机模板剂合成CHA结构分子筛，所述CHA结构分子筛二氧化硅相对于氧化铝的摩尔比为6～80，平均晶粒直径≤500nm，总比表面积≥400m²/g，总孔容≥0.20ml/g，微孔孔容≥0.10ml/g；所述分子筛具有CHA拓扑结构，X射线晶体衍射(-210)晶面半值宽度(FWHM)范围0.1～0.2°，晶面(-210)方向的晶粒直径尺寸为50～160nm；所述分子筛600～850℃饱和水蒸气处理后，四配位铝占总铝量≥90％，六配位铝占总铝量≤10％；

所述N,N,N-三烷基-(降莰烷-2-基)季铵鎓化合物的结构式如式Ⅰ：

式中，R1，R2彼此独立的选自甲基或氘代甲基、C2～C4直链或支链烷基，R3选自C1～C5直链或支链烷基；X^-为季铵鎓离子的抗衡阴离子，包括氢氧根、卤根、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、草酸根、磷酸根、羧酸根，烷基取代的硫酸根、碳酸根或草酸根中任一种。

2.根据权利要求1所述的CHA结构分子筛，其特征在于：所述的分子筛在2θ为4～40°范围内以下表中每一个范围内至少一个XRD衍射峰，并且具有下表中所述特征：

*相对强度为相对于2θ＝20.40～20.90的峰强度的强度。

3.根据权利要求1所述的CHA结构分子筛，其特征在于：所述卤根包括氯离子、溴离子或碘离子；羧酸根包括甲酸根、乙酸根、丙酸根；烷基取代的硫酸根、碳酸根或草酸根包括甲基硫酸根、乙基硫酸根、甲基碳酸根、乙基碳酸根、甲基草酸根或乙基草酸。

4.权利要求1-3中任一项所述的CHA结构分子筛的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将二氧化硅与氧化铝的摩尔比为2～30沸石分子筛、NaOH、去离子水充分溶解分散后，得到浆液组分摩尔配比为nNa₂O:nSiO₂:nAl₂O₃:nH₂O＝(0.5～2.5):1:(0.0333～0.5):(5～20)，在60℃～120℃晶化釜中陈化6～48小时得到硅铝凝胶；

2)向步骤1)得到的硅铝凝胶中加入硅源、有机模板剂OSDA、金属盐M和去离子水充分混合均匀，根据体系碱度需求补充NaOH，使混合浆液组分摩尔配比nNa₂O:nSiO₂:nA1₂O₃:nOSDA:nM:nH₂O＝(0.05～0.5):1:(0.0125～0.20):(0.01～0.5):(0.05～0.5):(10～100)；加入酸溶液控制混合浆液中碱羟基OH^-与SiO₂的摩尔比nOH^-/nSiO₂＝0.1～1.0；再加入CHA分子筛晶种，CHA分子筛晶种质量是混合浆液中SiO₂与A1₂O₃总质量的0.5％～15％；

3)将步骤2)所得混合物搅拌后移入水热晶化反应釜中，在自生压力和125～200℃晶化共计8～120小时，所得晶化后产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧后得分子筛原粉；

4)将步骤3)得到的分子筛原粉与浓度为0.1～5.0mol/L铵盐溶液按照固液质量比为1：(5～50)在60～100℃进行离子交换，每次交换0.5～6小时，得到的滤饼再与铵离子溶液重复交换1～3次，直至分子筛样品中Na离子含量低于500ppm；然后过滤分离出固体产物，用去离子水反复洗涤至中性，滤饼在100～130℃干燥12～48小时、400～600℃焙烧2～16小时后得到CHA结构分子筛。