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CN108067299A - 一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成scr 催化剂的方法 - Google Patents

一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成scr 催化剂的方法 Download PDF

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CN108067299A
CN108067299A CN201611023926.8A CN201611023926A CN108067299A CN 108067299 A CN108067299 A CN 108067299A CN 201611023926 A CN201611023926 A CN 201611023926A CN 108067299 A CN108067299 A CN 108067299A
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China
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ammonium hydroxide
scr catalyst
tetraethyl ammonium
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crystallization
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CN201611023926.8A
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杨广才
张祖锋
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Sino Swiss Net Environmental Protection Technology (tianjin) Co Ltd
Original Assignee
Sino Swiss Net Environmental Protection Technology (tianjin) Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,首先将模板剂四乙基氢氧化铵(TEA)与NaOH混合,融入适量的水中得到混合溶液,然后将LTA分子筛作为硅源和铝源加入混合溶液中,持续搅拌直到得到均质凝胶;将凝胶转移到高压反应釜中,在一定温度下晶化一段时间,晶化完成后室温冷却,固相产物通过过滤回收,并用去离子水洗涤,干燥,焙烧,即得到SCR催化剂。所用的模板剂不但价格低廉,而且减轻了对环境的污染;由此进一步制备获得的小孔分子筛催化剂不仅具有优异的NH3‑SCR活性,且固相产率极高,大大降低了生产成本。

Description

一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法
技术领域
本发明属于催化剂技术领域,特别涉及一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法。
背景技术
NH3-SCR(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术是目前国际上应用最为广泛的NOx脱除技术,其原理是以NH3作为还原剂,将NOx选择性催化还原为无害的N2而排放。SCR技术的关键是开发高效稳定的催化剂体系,以适应柴油车、轮船、工业等各种应用环境。目前,工业化应用的NH3-SCR催化剂主要是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂。该催化剂已广泛应用于固定源燃煤烟气脱硝,而且也已经被引入柴油车尾气控制领域。但该催化剂仍存在一些自身无法克服的问题,例如,操作温度窗口较窄、高温热稳定性差且易生成大量N2O而造成N2选择性降低。
近年来,具有多孔结构的催化剂由于催化活性高、N2选择性好、热稳定性优异、抗HCs中毒能力强等优点而受到广泛关注。为了降低生产成本,研究者们开展了一系列研究,探索廉价易得的模板剂。研究发现苄基三甲基胺(BTMA)、N-烷基-1,4-二氮杂二环辛烷阳离子、多环烷基胺阳离子、N,N-二甲基哌啶以及最近发现的氯化胆碱等都可以作为单模板剂来合成SCR催化剂,但是这些模板剂都存在着价格昂贵或固相产率低等问题。因此,开发价格低廉、固相产率高的新型模板剂,对于其大规模推广应用具有非常重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明提供一种以四乙基氢氧化铵(TEA)作为模板剂合成SCR催化剂的方法,所用的模板剂不但价格低廉,而且减轻了对环境的污染。
实现本发明目的的技术方案为:
一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:包括以下步骤:
⑴将四乙基氢氧化铵与NaOH混合,加入适量的水,得到混合溶液;然后将LTA分子筛加入到上述混合溶液中,持续搅拌直到得到均质凝胶;
⑵将凝胶转移到反应釜中,晶化,晶化完成后冷却,固相产物通过过滤回收,水洗、干燥、焙烧,即得到SCR催化剂。
而且,所述LTA分子筛的硅铝比为1~20。
而且,所述四乙基氢氧化铵与NaOH的摩尔比为0.2~1。
而且,H2O与NaOH摩尔比为10~40。
而且,所述的晶化温度为100~170℃。
而且,所述的晶化时间为1~7天。
而且,所述的焙烧温度为500~600℃。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及突出效果:
1、本发明采用无毒且廉价的TEA作为模板剂,从而减轻了对环境的污染,且以四乙基氢氧化铵作为模板剂取代了昂贵的N,N,N-三甲基金刚烷氢氧化铵(TMAdA)模板剂,大大降低生产成本,该合成过程在降低生产成本和提高分子筛结晶度方面有很大作用。
2、本发明制备过程中只用了少量的水,因而生产过程中可大大避免大量废水的产生。
3、本发明合成的SCR催化剂结晶度和固相产率都很高,有利于大规模的推广应用。由本发明合成得到的SCR催化剂热稳定性优异,催化活性高。
具体实施方式
以下通过实施例讲述本发明的详细内容,提供实施例是为了理解的方便,绝不是限制本发明。
实施例一:以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂,步骤如下:
首先,将16.8296g模板剂四乙基氢氧化铵(TEAOH,35wt%)与1.6004g NaOH固体混合;然后,取12.9874g市售LTA加入到混合物中作为硅源和铝源;持续搅拌直到得到均质的凝胶;
将凝胶转移到一个不锈钢、带聚四氟乙烯衬里的高压反应釜中,在静态条件下,160℃水热晶化3天;该体系的凝胶比例为:SiO2/0.033 Al2O3/0.2 TEAOH/0.2 NaOH/5 H2O。待反应结束后,室温冷却,将产物过滤,然后用去离子水洗涤,并在100℃下干燥12h,最后,在空气中55℃温度下焙烧5h,最终得到SCR催化剂。
实施例二:以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂,基本步骤同实施例一,只是晶化条件为在140℃下晶化3天,最终得到SCR催化剂。
实施例三:以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂,基本步骤同实施例一,只是晶化条件为在160℃下晶化4天,最终得到SCR催化剂。
实施例四:以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂,基本步骤同实施例一,只是作为硅源和铝源的LTA本实施例选用AV-20,摩尔比SiO2/Al2O3=6最终得到SCR催化剂。
综上,晶化温度和晶化时间对合成的晶粒大小和结晶度、纯度都有影响。提高晶化温度和延长晶化时间均有利于SCR催化剂的生成;当晶化温度为150℃,晶化时间为6天时,可以合成粒度均匀、高纯度的SCR催化剂。
本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以作出很多变形,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:包括以下步骤:
⑴将四乙基氢氧化铵与NaOH混合,加入适量的水,得到混合溶液;然后将LTA分子筛加入到上述混合溶液中,持续搅拌直到得到均质凝胶;
⑵将凝胶转移到反应釜中,晶化,晶化完成后冷却,固相产物通过过滤回收,水洗、干燥、焙烧,即得到SCR催化剂。
2.根据权利要求1所述以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:所述LTA分子筛的硅铝比为1~20。
3.根据权利要求1所述以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:所述四乙基氢氧化铵与NaOH的摩尔比为0.2~1。
4.根据权利要求1所述以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:H2O与NaOH摩尔比为10~40。
5.根据权利要求1所述以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:所述的晶化温度为100~170℃。
6.根据权利要求1所述以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:所述的晶化时间为1~7天。
7.根据权利要求1所述以四乙基氢氧化铵作为模板剂合成SCR催化剂的方法,其特征在于:所述的焙烧温度为500~600℃。
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