本發(fā)明涉及催化化學(xué)領(lǐng)域，具體是一種cu-ssz-13分子篩制備方法和分子篩的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鑒于人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提升以及能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化調(diào)整，汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)正變得越來越嚴(yán)格。在這樣的背景下，市場(chǎng)對(duì)于高效環(huán)保的催化材料的需求呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。分子篩，憑借其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)和可調(diào)節(jié)的酸性特性，在催化領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力和廣泛的應(yīng)用前景。特別地，cu-ssz-13分子篩作為一種高效的氨選擇性催化還原?(nh3-scr)催化劑，在柴油車等移動(dòng)源nox尾氣催化凈化中得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用（單文坡等，環(huán)境科學(xué)研究2019；?chen等，fuel?2023）。但目前制備的cu-ssz-13在應(yīng)用中仍然存在諸多限制和不足，如催化性能有待提高（低溫催化活性不足，溫度窗口窄等），抗硫和穩(wěn)定性差等。研究人員一直在改進(jìn)水熱晶化、后處理等制備過程，以提高cu-ssz-13的催化性能。

2、專利號(hào)為cn202211572427.x的申請(qǐng)中以環(huán)己胺和n,n,n-三甲基-1-金剛烷基氫氧化銨為模板劑，以y沸石作為硅源和鋁源，通過水熱晶化和離子交換反應(yīng)制備得到cu-ssz-13分子篩，該申請(qǐng)中采用環(huán)已按為共模版，節(jié)約了合成成本，適用于較高溫度下nox轉(zhuǎn)化，但低溫催化性能提升很少。專利號(hào)為cn202410840273.0的申請(qǐng)中使用水、堿源、硅源、鋁源、釩類活化劑晶化，然后進(jìn)行離子交換，得到具有大比表面積的球形cu-ssz-13分子篩，該申請(qǐng)中低溫催化活性和水熱穩(wěn)定性得到顯著提升，但高溫脫硝性能和抗硫中毒性能不足，且添加釩類活化劑具有一定的環(huán)境危害性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的核心目標(biāo)是通過在cu-ssz-13分子篩的制備過程中引入一定量的環(huán)境友好的維生素c（vc）作改性劑，合成具有更大微孔體積和比表面積的cu-ssz-13分子篩，以增強(qiáng)其在氨選擇性催化還原（nh3-scr）反應(yīng)中的催化性能、抗硫中毒和水熱穩(wěn)定性。通過這種創(chuàng)新的改性方法，本發(fā)明旨在實(shí)現(xiàn)cu-ssz-13分子篩在nh3-scr反應(yīng)中的性能提升，以滿足更嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約做出貢獻(xiàn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種cu-ssz-13分子篩制備方法，包括以下步驟：

4、（1）將鋁源、硅源、無機(jī)堿、有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、水和維生素c依次混合，鋁源、硅源、無機(jī)堿、有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、水和維生素c的摩爾比例為：1:?30~50:?15~18:?3~10:?500~1500:0.3~5，形成凝膠，在室溫條件下，攪拌該凝膠持續(xù)一段時(shí)間，進(jìn)行陳化處理，得到陳化后的凝膠；

5、（2）將陳化后的凝膠置于高壓釜中持續(xù)晶化一段時(shí)間，得到晶化產(chǎn)物；對(duì)晶化產(chǎn)物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥和煅燒，得到ssz-13分子篩；

6、（3）將上一步所得ssz-13分子篩與銅鹽進(jìn)行離子交換，洗滌、干燥和煅燒，得到成品，即cu-ssz-13分子篩。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：硅源選自硅酸四乙酯、硅溶膠和白炭黑中的至少一種，優(yōu)先選擇硅溶膠；所述的鋁源選自氧化鋁、氫氧化鋁、硫酸鋁和硝酸鋁中的至少一種，優(yōu)先選擇硫酸鋁；所述的無機(jī)堿優(yōu)先選擇氫氧化鈉；所述的有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為n,n,n-三甲基金剛烷氫氧化銨；銅鹽為硝酸銅、醋酸銅、硫酸銅中的一種，優(yōu)先選擇硝酸銅；維生素c優(yōu)先選擇質(zhì)量百分比95%以上的vc。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：攪拌速度為50~300r/min，優(yōu)先選擇100~200r/min。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：陳化溫度為10~40℃，優(yōu)先選擇20~30℃；陳化時(shí)間為3~8小時(shí)，優(yōu)先選擇3~5小時(shí)。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：晶化溫度為110~170℃，優(yōu)先選擇110~140℃；晶化時(shí)間為3~7天，優(yōu)先選擇4~6天。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：干燥溫度為80~150℃，優(yōu)先選擇100~110℃；干燥時(shí)間為8~16小時(shí)，優(yōu)先選擇10~14小時(shí)，煅燒的溫度在300~700℃之間，優(yōu)先選擇500~600℃；煅燒的時(shí)間在2~10小時(shí)之間，優(yōu)先選擇3~5小時(shí)。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述離子交換的溫度為25~85℃，優(yōu)先選擇80℃；銅鹽濃度為0.002~0.2?mol/l，優(yōu)先選擇0.005?mol/l。

13、一種如上述cu-ssz-13分子篩制備方法所制備的成品在nh3-scr催化反應(yīng)中的應(yīng)用。本發(fā)明的方法得到的成品具有cha型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且此催化劑具有良好的脫硝性能，當(dāng)反應(yīng)溫度在180~500℃范圍內(nèi)，no的轉(zhuǎn)化率在90％以上。具有良好的抗水熱老化和抗硫中毒能力。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、（1）在晶化過程中添加維生素c，使制備的cu-ssz-13分子篩微孔結(jié)構(gòu)和比表面積明顯增加，并顯著提升分子篩的結(jié)晶度；

16、（2）vc改性制備的cu-ssz-13分子篩提高了nh3-scr催化活性、水熱穩(wěn)定性和抗硫中毒能力，在柴油車氮氧化物尾氣凈化中具有廣闊的應(yīng)用前景。

17、（3）本申請(qǐng)采用在晶化過程中添加維生素c制備cu-ssz-13分子篩，制備方法簡(jiǎn)單，成本經(jīng)濟(jì)，合成過程對(duì)環(huán)境友好，無二次污染。

技術(shù)特征：

1.一種cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，硅源選自硅酸四乙酯、硅溶膠和白炭黑中的至少一種；所述的鋁源選自氧化鋁、氫氧化鋁、硫酸鋁和硝酸鋁中的至少一種；所述的無機(jī)堿選自氫氧化鈉；所述的有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑為n,n,n-三甲基金剛烷氫氧化銨，銅鹽為硝酸銅、醋酸銅和硫酸銅中的至少一種；維生素c為質(zhì)量百分比95%以上的vc。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，所述陳化溫度為10~40℃，陳化時(shí)間為3~8小時(shí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，所述晶化溫度為110~170℃，晶化時(shí)間為3~7天。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，干燥溫度為80~150℃，干燥時(shí)間為8~16小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，煅燒的溫度在300~700℃之間，煅燒的時(shí)間在2~10小時(shí)之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的cu-ssz-13分子篩制備方法，其特征在于，所述離子交換的溫度為25~85℃，銅鹽濃度為0.002~0.2?mol/l。

8.采用如權(quán)利要求1-7任一所述的cu-ssz-13分子篩制備方法所制備的成品在nh3-scr催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及催化化學(xué)領(lǐng)域，具體是一種Cu?SSZ?13分子篩制備方法和分子篩的應(yīng)用，制備方法包括以下步驟：將鋁源、硅源、無機(jī)堿、有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、水和Vc依次混合，形成凝膠，攪拌凝膠，進(jìn)行陳化處理，得到陳化后的凝膠；再置于高壓釜中持續(xù)晶化，得到晶化產(chǎn)物；進(jìn)行過濾、洗滌、干燥和煅燒；與銅鹽進(jìn)行離子交換，得到成品。本申請(qǐng)加入添加劑Vc，制備方法簡(jiǎn)單，成本經(jīng)濟(jì)，合成環(huán)境友好，無二次污染；經(jīng)過Vc改性后，成品的微孔結(jié)構(gòu)和比表面積有顯著的增加；成品不僅提高了NH<subgt;3</subgt;?SCR催化性能，具有非常優(yōu)異的催化活性和寬的溫度窗口，還提高了其抗水熱老化和抗硫中毒能力。

技術(shù)研發(fā)人員：吳思琪,顏鑫,張新艷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)春理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15