[发明专利]一种Cu-SSZ-50分子筛及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种Cu‑SSZ‑50分子筛的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：混合硅铝源、铜源、碱和模板剂，经搅拌混合后得到的反应体系经反应晶化，制备Cu‑SSZ‑50分子筛；所述模板剂包括氢氧型‑2,6‑二甲基‑N‑吡啶和四乙烯五胺的组合；本发明通过选用氢氧型‑2,6‑二甲基‑N‑吡啶和四乙烯五胺组合的模板剂，开发了一步水热合成法制备Cu‑SSZ‑50分子筛的工艺，得到的Cu‑SSZ‑50分子筛催化性能和热稳定性均较高，在氮氧化物催化过程中具有广泛的用途。

技术领域

本发明涉及分子筛制备技术领域，尤其涉及一种Cu-SSZ-50分子筛及其制备方法和应用。

背景技术

由于大气中NO_x的不断增多，其造成的酸雨及光化学烟雾已严重的影响到了人类的身体健康及大气环境。

因此，NO_x的去除已成为科研人员的研究热点。目前，在众多去除NO_x的主要方法中，以NH₃为还原剂选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)，因其反应所需的温度低，NO_x转化率高，生成的N₂不存在二次污染等优点而被广泛应用于固定源烟气脱硝与柴油车尾气净化等领域中。

高效NH₃-SCR催化剂是该技术的核心。目前存在的含V催化剂存在抗SO₂中毒性能好，但是操作窗口窄，高温N₂选择性低，活性组分V具有生物毒性的缺陷。

而其他开发的非V催化剂如氧化物催化剂Ce-W、Fe-Ti，还有以分子筛为载体的Cu基或Fe基分子筛催化剂等都不同程度的存在着温度操作窗口窄以及水热稳定性差等问题。如CN101065321A和CN105314648A等均公开了分子筛催化剂。但是目前的分子筛催化剂价格昂贵，水热稳定性仍有待进一步提高。

因此，开发具有催化活性高、温度操作窗口宽，价格优廉并且具备高水热稳定性的催化剂面临巨大的挑战。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种Cu-SSZ-50分子筛及其制备方法和应用，本发明通过选用氢氧型-2,6-二甲基-N-吡啶和四乙烯五胺组合的模板剂，开发了一步水热合成法制备Cu-SSZ-50分子筛的工艺，制备流程大大缩减且得到的Cu-SSZ-50分子筛对氮氧化物具有优良的催化性能和水热稳定性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种Cu-SSZ-50分子筛的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

混合硅铝源、铜源、碱和模板剂，经搅拌混合后得到的反应体系经反应晶化，制备Cu-SSZ-50分子筛；所述模板剂包括氢氧型-2,6-二甲基-N-吡啶和四乙烯五胺的组合。

本发明针对具有RTH构型的SSZ-50分子筛，开发了一步合成Cu-SSZ-50分子筛的工艺，相较于现有常规的离子交换的工艺而言，在缩减制备流程的同时，实现了催化剂的性能显著提升。

现有一步水热合成分子筛的技术主要集中在具有CHA构型的Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34中，以及具有AEI构型的Cu-SSZ-39分子筛中。如下式(1)和式(2)所示，二者分别为CHA结构和AEI结构，其结构中均具有双六元环，且笼体积相当。由于合适的笼体积和结构，现有技术已经开发出采用四乙烯五胺作为模板剂可一步水热合成的工艺，而本发明中SSZ-50分子筛为RTH构型(如式(3)所示)，该结构中不含双六元环，且笼体积及结构与CHA和AEI两种构型的分子筛差异较大，无法采用四乙烯五胺作为模板剂一步水热合成，而常用制备RTH构型的模板剂又难以适用一步水热合成的工艺，因此目前仅有离子交换的方法。