晶化方式對SSZ-13分子篩柴油車尾氣脫硝性能的影響.pdf

1、隨著氮氧化物（NOx）排放的日趨嚴重，氨氣/尿素-選擇性催化還原技術(shù)（Urea/NH3-SCR）成為富氧環(huán)境下脫除氮氧化物的最有效方法之一。具有CHA結(jié)構(gòu)的 SSZ-13分子篩近年來因其優(yōu)異的 NH3-SCR催化反應(yīng)活性、選擇性及水熱穩(wěn)定性，成為新一代的分子篩脫硝催化劑重點研發(fā)對象。SSZ-13分子篩合成目前主要局限于傳統(tǒng)靜態(tài)水熱晶化，而晶化方式對其結(jié)構(gòu)影響較大，因此選擇適宜晶化方式進一步改善其脫硝性能顯得尤為重要。本文研究微波、動態(tài)及

2、靜態(tài)不同晶化方式合成SSZ-13分子篩，考察晶化歷程、原料中Si/Al值對其形貌的影響，對比其離子交換制得Cu-SSZ-13催化劑性能的差異。重點研究微波水熱法晶化條件（時間和溫度）對其脫硝活性的影響，為SSZ-13分子篩快速合成及其相關(guān)催化劑制備提供了新的方法，重要的是為SSZ-13分子篩基脫硝催化劑的性能優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。課題的研究工作得出主要結(jié)論如下：
　?。?）微波和動態(tài)水熱法均可以縮短分子篩的SSZ-13合成周期（包

3、括誘導期、成核期和晶體生長期），其中微波水熱法的晶化速度最快。微波和靜態(tài)水熱法制得 SSZ-13樣品隨著晶化時間的增加，立方體顆粒分散度增加，而顆粒的尺寸大小逐漸減小，而動態(tài)水熱法制得SSZ-13樣品呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，與其結(jié)晶度的變化規(guī)律相一致。微波及動態(tài)水熱法合成SSZ-13分子篩催化劑，孔道結(jié)構(gòu)較為發(fā)達、穩(wěn)定Cu2+離子上載量高，對反應(yīng)物NH3和NO的吸附能力強。
　?。?）微波水熱法可在較寬的溫度范圍（145-190

4、oC），快速合成SSZ-13分子篩。SSZ-13分子篩催化劑的低溫脫硝活性和水熱穩(wěn)定性得到較大程度提高，這可歸結(jié)于微波水熱法對分子篩結(jié)構(gòu)的改善。微波水熱法快速合成SSZ-13分子篩具有優(yōu)異的離子交換性能，且弱酸和強酸酸量也得到一定程度提高。
　　微波水熱低溫（145-160 oC）晶化合成的SSZ-13樣品具有優(yōu)異低溫和高溫NH3-SCR活性，晶化溫度為190 oC晶化制得樣品表現(xiàn)出良好的反應(yīng)選擇性，晶化溫度為175 oC條件下制

5、得催化劑展現(xiàn)出優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性。由于微波晶化溫度對SSZ-13分子篩骨架結(jié)構(gòu)具有較大影響，進而導致活性金屬的負載量及落位存在的較大差別。
　　微波水熱晶化時間超過4h之后，晶化時間的延長對樣品的脫硝活性、選擇性及水熱穩(wěn)定性幾乎無影響。這現(xiàn)象主要由于晶化2 h制備的SSZ-13樣品骨架生長的尚不完整，導致其活性組分的負載量低、穩(wěn)定性差以及骨架的酸性位數(shù)量少，進而表現(xiàn)較差催化性能。
　　（3）微波和動態(tài)水熱法隨Si/Al值的增加