一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂及其制备方法和应用
一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工技术领域。更具体地，涉及一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化 剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 作为大气污染物之一的NH3存在于很多化工生产（硝酸盐、含氮肥料、石油炼制 等）和生物排放、机动车尾气处理中。目前处理见13的方法有生物法、化学法和物理法。其 中由于选择性催化氧化法（SCO-NH3)让见13与O 2反应生成无害的H 20和N2，反应效率高且用 时短的优点，被认为是一种高效理想的順3处理方法。其可能涉及到的反应过程如下列四 个方程式所示：
[0003] 4NH3+302= 2N2+6H20 (I)
[0004] 4NH3+502= 4N2+6H20 (2)
[0005] 2NH3+202= N2+3H20 (3)
[0006] 4NH3+702= 4N2+6H20 (4)
[0007] 其中，N2为主产物，NO、N 20、NO2为副产物。
[0008] 近年来，已有关于氨脱除技术公开发表。如专利CN103086453A提到用于处理废水 脱氨技术领域，涉及一种应用集成膜对工业高含氨废水进行高效膜脱氨处理的技术方法。 该集成膜脱氨方法采用真空膜脱氨及膜吸收脱氨联用二步法脱氨方式实现废水的高效、低 耗脱氨。专利CN101172236提到用于氨脱除的多元金属氧化物催化剂及其制备方法。该催 化剂主要包括金属元素 Mn、Fe、Ag、Cu、K和Bi的氧化物。其制备方法包括将含有银、锰、 铁、铜、钾和铋离子的混合水溶液，与次氯酸盐和碱液的混合液进行反应，形成氧化物沉淀， 该沉淀经干燥和煅烧后，得到该发明的多元催化剂。但是对于集成膜价格昂贵，而对于金属 氧化物催化剂，易产生副产物。
[0009] 通过前人们对NH3选择性催化氧化的研宄发现，贵金属催化剂具有很高的活性，但 N2选择性并不理想；过渡金属氧化物虽然其催化活性和N 2选择性都很高，但反应所需的温 度却很高（一般为400°C以上）；并且目前的研宄中还是将催化活性组分负载于无规则孔道 结构且比表面积较小的传统载体上。
[0010] 对于近年来出现的分子筛载体，由于其具有高比表面积、有序的孔径分布、多孔性 和热稳定性等特点，能对催化活性起到很大的促进作用而成为了大家研宄的热点。目前，关 于将介孔分子筛应用到制备氨脱除催化剂的相关研宄还未见报道。
【发明内容】
[0011] 本发明的第一目的在于提供一种适用于提高氨脱除效率的介孔分子筛基催化剂。
[0012] 本发明的第二个目的在于提供一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方 法。
[0013] 本发明的第三个目的在于提供一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨脱除 脱除中的应用。
[0014] 本发明通过原位合成法制备出不同的介孔分子筛载体，并通过浸渍-旋蒸法负载 一定量的活性组分得到催化剂，并将其应用于氨选择性催化氧化体系中进行研宄，以探索 不同的介孔分子筛基催化剂在氨脱除脱除中的应用。
[0015] 为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
[0016] -种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，该催化剂包括介孔分子筛以及至少一种 活性组分；所述催化剂的比表面积为400-750m2 · g、所述至少一种活性组分均匀嵌入介孔 分子筛的孔道中；所述活性组分的颗粒粒径为2-50nm ;所述活性组分为过渡金属氧化物； 所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的2-8%。
[0017] 优选地，所述过渡金属氧化物为Cu、Co、Fe、Mn或Ni的氧化物。
[0018] 优选地，所述介孔分子筛为SBA-15、SBA-16或KIT-6。
[0019] 优选地，所述过渡金属氧化物为CuO。
[0020] 优选地，所述介孔分子筛为SBA-15。
[0021] 优选地，所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的6%。
[0022] 本发明的介孔分子筛基催化剂，通过对活性组分种类、负载量、颗粒大小以及催化 剂整体的比表面积的探索，将介孔分子筛所具有的高比表面积、有序的孔径结构、多孔性和 热稳定等特性与活性组分的催化活性相结合，活性组分均匀分布在载体内部孔道及表面， 最大限度地发挥催化效率及催化选择性。由于分子筛载体表面及孔道内部具有一定的酸性 位，能够将大量的NH3吸附，再在活性组分的催化作用下NH3可以有效快速的与O2发生反应， 从而达到催化效果。
[0023] 为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
[0024] 一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0025] 1)介孔分子筛的制备
[0026] 将表面活性剂加入到去离子水中溶解，加入50-80mL的3-5mol/L的盐酸溶液，再 加入硅源得到前驱体溶液，将前驱体溶液在80-100°C下晶化12-48h，分离得到沉淀，将沉 淀清洗、干燥、焙烧后得到介孔分子筛；
[0027] 2)介孔分子筛基催化剂的制备
[0028] 称取过渡金属盐与步骤1)制得的介孔分子筛，置于去离子水中混合均匀得到混 合液，将混合液在水浴中搅拌，之后进行旋转蒸发，最后经干燥，煅烧，得到介孔分子筛基催 化剂。
[0029] 优选地，步骤1)中，所述硅源为含硅氧化物或硅酸盐。
[0030] 优选地，步骤1)中，所述表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚 物（(P123)或聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯嵌段共聚物（F127)或两者的混合物。
[0031] 优选地，步骤1)中，加入盐酸溶液的目的是分散表面活性剂，使其完全溶解。
[0032] 优选地，步骤2)中，称取的过渡金属盐中所含的过渡金属与介孔分子筛的质量比 为 I :12· 5-50〇
[0033] 优选地，步骤2)中，所述过渡金属盐为硝酸盐。
[0034] 优选地，步骤2)中，混合液的水浴温度为30_50°C，水浴时间为10-ia ;混合液旋 转蒸发的温度为60-90°C，旋转蒸发的时间为1-2h ;焙烧的温度为550°C，焙烧时间为5-6h。
[0035] 为达到上述第三个目的，本发明提供一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨 脱除脱除中的应用。
[0036] 优选地，所述催化剂的应用温度为300-500°C。相比较于传统的过渡金属氧化物基 的催化剂其催化温度必须达到400°C以上才有较高的催化活性，本发明将介孔分子筛的特 性与过渡金属氧化物活性组分相结合，大大降低了催化剂的适用温度，在300°C就可以达到 100%的催化效率，在降低能耗的同时还提高了催化效率以及队选择性。
[0037] 采用上述制备方案，本发明能够得到高质量的用于氨脱除的催化剂，所述催化剂 具有较高活性，以及N2选择性，本发明的分子筛基催化剂用于在300-500°C范围内对氮氧化 物的净化，其效率达到100%，在实验的温度范围内有良好的选择性。
[0038] 本发明提供的催化剂的活性可用如下方法评价：
[0039] 采用微反应固定床石英反应器来评价催化剂的活性，首先取200mg的催化剂置于 反应管中，室温下通入Ih Ar气，以去除反应管中吸附于催化剂表面的杂质。将反应管温度 升至100°C，通入360ml/min的反应混合气体（配比为NH31000 pm, 0210%，Ar气为平衡气， GHSV = 4500(?-1)，待反应达到平衡后，记录数据。反应温窗为100-500°C，两测试点之间间 隔50°C。为了防止反应产生的水造成实验失败和数据的不准确性整个反应体系处于加热套 中。其中气体组分的浓度由红外气体分析仪进行检测。
[0040] 本发明的有益效果如下：
[0041] 近年来，对于NH3的处理，大家更加倾向于使用高效无污染的选择性催化氧化方 法，而催化剂从之前的贵金属到过渡金属，载体从氧化物到分子筛，但介孔分子筛的报道很 少见到。因此本发 明将不同的介孔分子筛作为催化剂载体，并负载不同活性组分，应用在氨 选择性催化氧化体系，具有较高活性，以及N2选择性。现有技术中大多数过渡金属氧化物 催化剂要在400°C以上才能达到较高转化率，而本发明中筛选出的最优催化剂在300°C即 可实现完全转化。并且针对贵金属催化剂的大量副产物的产生，本发明中设计的催化剂具 有良好的主产物选择性。
【具体实施方式】
[0042] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领 域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本 发明的保护范围。
[0043] 以下实施例中所用化学试剂均为市售商品。
[0044] 实施例1
[0045] 称取4. Og P123,再加入90ml去离子水，搅拌约1小时至完全溶解；将60ml，4mol/ L的HCl溶液加入以上溶液；将其倒入三口烧瓶，在40°C恒温水浴中搅拌2小时以分散表 面活性剂，转速为400r/min ;称取8. 5g正硅酸乙酯（TEOS)，通过恒压漏斗滴加1至2小时 至上述溶液中得到前驱体溶液；继续搅拌22小时，转速为400r/min ;然后将前驱体溶液倒 入晶化釜中，在l〇〇°C恒温干燥箱中晶化24小时，分离得到沉淀；接着将沉淀洗涤至中性； 将所得沉淀在l〇〇°C恒温干燥箱中干燥2-3小时，然后将其移至马弗炉在550°C焙烧6小时 (升温速度为3°C /min)，即得到纯硅基介孔分子筛SBA-15。
[0046] 按照化学计量称量硝酸铜以及SBA-15,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛的 质量比为1 :50,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于40°C 水浴中恒温搅拌12h，然后置于80°C水浴锅中旋转蒸发lh，并于120°C恒温干燥箱中干燥 2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧5h。将所得样品进行压片并取其中的40-60目 的颗粒作为催化剂样品，即得到氧化铜中铜的负载量为催化剂总重的2%的介孔分子筛基 催化剂，标记为2% Cu-SBA-15。
[0047] 实施例2
[0048] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中铜的负载量不同，称取的硝酸铜中所 含的铜与介孔分子筛的质量比为1 :25。本实施例中，最后得到氧化铜中铜的负载量为4% 的介孔分子筛基催化剂，标记为4% Cu-SBA-15。
[0049] 实施例3
[0050] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中铜的负载量不同，称取的硝酸铜中所 含的铜与介孔分子筛的质量比为1:16. 7。本实施例中，最后得到氧化铜中铜的负载量为 6 %的介孔分子筛基催化剂，标记为6 % Cu-SBA-15。
[0051] 实施例4
[0052] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中铜的负载量不同，称取的硝酸铜中所 含的铜与介孔分子筛的质量比为1:12. 5。本实施例中，最后得到氧化铜中铜的负载量为 8%的介孔分子筛基催化剂，标记为8% Cu-SBA-15。
[0053] 表1 :不同负载量的介孔分子筛基催化剂对见13脱除效率（％ )
[0054]
[0055]
[0056] 表1列出了实施例1-4所制备的催化剂催化活性测试结果，由表可知具有不同活 性组分负载量的Cu-SBA-15介孔分子筛相比较，6% Cu-SBA-15的催化效果最好，在300°C 处其NH3R化率就达到了 100%。由表可以得出结论，负载了不同含量活性组分的催化剂在 氨选择性催化氧化体系中催化效果按以下顺序递减：6% Cu-SBA-15>2% Cu-SBA-15 ~ 4% Cu-SBA-15>8% Cu-SBA-15。由以上分析可知，在一定范围内负载的过渡金属氧化物含量越 多其催化效果越好，但是过多的负载量（8% Cu-SBA-15)反而使得效果有反作用，因此综合 考虑可知氧化铜中铜的负载量为6%的催化剂催化效果最好。
[0057] 实施例5
[0058] 称取4. Og P123,再加入90ml去离子水，搅拌约1小时至完全溶解；将80ml，3mol/ L的HCl溶液加入以上溶液；将其倒入三口烧瓶，在40°C恒温水浴中搅拌2小时以分散表 面活性剂，转速为400r/min ;称取8. 5g正硅酸乙酯（TEOS)，通过恒压漏斗滴加1至2小时 至上述溶液中得到前驱体溶液；继续搅拌22小时，转速为400r/min ;然后将前驱体溶液倒 入晶化釜中，在l〇〇°C恒温干燥箱中晶化24小时；分离得到沉淀；接着将沉淀洗涤至中性； 将所得沉淀在l〇〇°C恒温干燥箱中干燥2-3小时，然后将其移至马弗炉在550°C焙烧6小时 (升温速度为3°C /min)，得到纯硅基介孔分子筛SBA-15。
[0059] 按照化学计量称量硝酸钴以及SBA-15,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛 的质量比为I :16. 7,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于 30°C水浴中恒温搅拌10h，然后置于60°C水浴锅中旋转蒸发0.5h，并于120°C恒温干燥箱 中干燥2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧6h。将所得样品进行压片并取其中的 40-60目的颗粒作为催化剂样品，得到即得到氧化钴中钴的负载量为6%的介孔分子筛基 催化剂，标记为6% Co-SBA-15。
[0060] 实施例6
[0061] 与实施例5相比，区别点仅在于，将活性组分的原料硝酸钴改为硝酸铁，最后得到 6% Fe-SBA-15〇
[0062] 实施例7
[0063] 与实施例5相比，区别点仅在于，将活性组分的原料硝酸钴改为硝酸锰，最后得到 6% Mn-SBA-15〇
[0064] 实施例8
[0065] 与实施例5相比，区别点仅在于，将活性组分的原料硝酸钴改为硝酸镍，最后得到 6% Ni-SBA-15〇
[0066] 实施例9
[0067] 与实施例5相比，区别点仅在于，本实施例中没有负载任何活性组分，为纯硅基介 孔分子筛SBA-15。
[0068] 表2 :负载不同活性组分的介孔分子筛基催化剂对册13脱除效率（％ )
[0069]
[0070] 表2为负载了不同活性组分的催化剂对册13脱除效率的评价。可以看出，单纯载 体SBA-15的活性非常低，350°C之前其NH3转化率一直没有超过5%，到了 500°C达到最高 值51%。负载了不同活性组分后的催化剂活性明显有了很大的提升，但负载不同的活性组 分的催化剂在NH3的转化率上也存在着很大的差异。可以看出催化剂6% Co-SBA-15和6% Cu-SBA-15的催化效果相差不大，在250°C时6% Cu-SBA-15的順3转化率比6% Co-SBA-15 的低22 %，在300°C时都达到了 100 %的NH3转化率，比其他的催化剂达到100 % NH 3转化率 提前了至少 50°C (催化剂 6% Mn-SBA-15、6% Ni-SBA-15 和 6% Fe-SBA-15 分别在 350°C、 500°C和500°C时达到了順3的100%转化率）。对于催化剂6% Mn-SBA-15,在250°C之前 册13转化率一直低于7%，随着温度的升高其转化率逐渐升高，到350°C达到最大值100%后 一直保持这一水平。催化剂6% Ni-SBA-15和6% Fe-SBA-15的催化活性相差不大，350°C之 前NH3转化率都没有超过15 %，500°C时同时达到转化率最高值100 %。可以知道，负载不同 过渡金属氧化物的催化剂催化活性按以下顺序递减：6% Co-SBA-15 ~ 6% Cu/SBA-15>6% Mn/SBA-15>6% Fe-SBA-15 ~ 6% Ni-SBA-15>SBA-15。
[0071] 通过以上分析，对于负载了不同过渡金属氧化物的介孔分子筛基催化剂，催化剂 6% Cu-SBA-15以及6% Co-SBA-15在氨选择性催化氧化体系中表现最好，如果考虑原料成 本等问题，催化剂6 % Cu-SBA-15最优。
[0072] 实施例10
[0073] 将0. 75g P123、2. 2g F127和134ml去离子水混合搅拌至完全溶解，将溶液转 移至三口烧瓶中，在35°C恒温水浴条件下继续搅拌3h，然后缓慢滴入21. 5ml的浓盐酸 (37wt% )并不断搅拌，最后加入12. 8ml正硅酸乙酯得到前驱体溶液，继续搅拌12h。接着 将前驱体溶液转移至晶化釜中，在35°C的恒温箱中静置24h，然后在KKTC恒温箱中再静置 24h，自然冷却后分离得到沉淀，将沉淀洗涤、自然干燥后转移至马弗炉在550°C下焙烧6h， 最后得到SBA-16介孔分子筛。
[0074] 按照化学计量称量硝酸铜以及SBA-16,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛 的质量比为I :16. 7,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于 50°C水浴中恒温搅拌12h然后置于90°C水浴锅中旋转蒸发2h，并于120°C恒温干燥箱中干 燥2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧5h。将所得样品进行压片并取其中的40-60 目的颗粒作为催化剂样品，即得到氧化铜中铜的负载量为6%的介孔分子筛基催化剂，标记 为 6% Cu-SBA-16。
[0075] 实施例11
[0076] 将4. Og P123,溶于144ml (0. 5mol/L)的盐酸中缓慢搅拌，使其完全溶解后转移至 三口烧瓶。缓慢滴加5. 5ml正丁醇，在35°C水浴锅中搅拌Ih后，向溶液中缓慢滴加9. Iml 正硅酸乙酯得到前驱体溶液并持续搅拌24h。将前驱体溶液转移至静态水热反应釜中，放入 120°C恒温箱并静止24h。待静态水热反应釜自然冷却后将所得沉淀过滤并直接放入KKTC 干燥箱中干燥，之后置于H2O-乙醇（体积比为1:2)混合液中萃取，过滤并用去离子水洗至 中性，干燥。放入马弗炉中550°C焙烧5h，得到KIT-6介孔分子筛。
[0077] 按照化学计量称量硝酸铜以及KIT-6,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛 的质量比为I :16. 7,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于 40°C水浴中恒温搅拌12h，将得到的溶液置于80°C水浴锅中旋转蒸发并于120°C恒温干燥 箱中干燥2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧5h。将所得样品进行压片并取其中 的40-60目的颗粒作为催化剂样品，即得到氧化铜中铜的负载量为6%的介孔分子筛基催 化剂，标记为6% Cu-KIT-6。
[0078] 对比例I
[0079] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中的载体为纯硅基SiO2，最后得到6% Cu-SiO20
[0080] 对比例2
[0081] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中的载体为Al2O3，最后得到6 % Cu-Al2O3O
[0082] 表3 :负载相同活性组分但载体不同的催化剂对順3脱除效率（％ )
[0083]
[0084] 表3中为同一过渡金属氧化物负载在不同载体上的催化剂的氨选择性催化氧化 活性对比。从表中可以看出具有介孔分子筛载体的催化剂的催化效率远远高于传统的氧 化物载体催化剂，尤其是6% Cu-SBA-15在250°C时NH3转化率就已经达到了 100%。载 体SBA-16和KIT-6的催化剂催化效果相差不大：同时在400°C达到100% NH3转化率，比 载体SBA-15到达100%順3转化率高了将近100°C。其催化活性按以下顺序递减：6% Cu-SBA-15>6% Cu-SBA-16 ~ 6% Cu-KIT-6>Cu/Si02~ Cu/Al 203。
[0085] 通过以上分析可知，本发明的介孔分子筛基催化剂相较于传统的氧化物基催化剂 催化效率大大提高，并且具有良好的N2选择性。对于不同的介孔分子筛基催化剂，催化活 性最好的是SBA-15载体系列，其中6% Cu-SBA-15是最理想的催化剂。
[0086] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：该催化剂包括介孔分子筛以 及至少一种活性组分；所述催化剂的比表面积为400-750m2 ?g、所述至少一种活性组分均 匀嵌入介孔分子筛的孔道中；所述活性组分的颗粒粒径为2-50nm;所述活性组分为过渡金 属氧化物；所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的2-8%。2. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：所述 过渡金属氧化物为Cu、Co、Fe、Mn或Ni的氧化物。3. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：所述 介孔分子筛为SBA-15、SBA-16或KIT-6。4. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：优选 地，所述过渡金属氧化物为CuO,所述介孔分子筛为SBA-15。5. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：优选 地，所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的6%。6. 如权利要求1-5任一所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，其 特征在于，包括如下步骤： 1) 介孔分子筛的制备 将表面活性剂加入到去离子水中溶解，加入盐酸溶液，再加入硅源得到前驱体溶液，将 前驱体溶液在80-KKTC下晶化12-48h，分离得到沉淀，将沉淀清洗、干燥、焙烧后得到介孔 分子筛； 2) 介孔分子筛基催化剂的制备 称取过渡金属盐与步骤1)制得的介孔分子筛，置于去离子水中混合均匀得到混合液， 将混合液在水浴中搅拌，之后进行旋转蒸发，最后经干燥，煅烧，得到介孔分子筛基催化剂。7. 根据权利要求6所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，其特征 在于：步骤1)中，所述硅源为含硅氧化物或硅酸盐；所述表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙 烯-聚氧乙烯嵌段共聚物或聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯嵌段共聚物或两者的混合物。8. 根据权利要求6所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，其特 征在于：步骤2)中，称取的过渡金属盐中所含的过渡金属与介孔分子筛的质量比为1 : 12. 5-50 ;所述过渡金属盐为硝酸盐；混合液的水浴温度为30-50°C，水浴时间为10_12h;混 合液旋转蒸发的温度为60-90°C，旋转蒸发的时间为0. 5-2h;焙烧的温度为550°C，焙烧时 间为5_6h。9. 如权利要求1-5任一所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨脱除脱除 中的应用。10. 根据权利要求9所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨脱除脱除中的 应用，其特征在于：所述催化剂的应用温度为300-500°C。
【专利摘要】本发明公开一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包括介孔分子筛以及至少一种活性组分；所述催化剂的比表面积为400-750m2·g-1；所述至少一种活性组分均匀嵌入介孔分子筛的孔道中；所述活性组分的颗粒粒径为2-50nm；所述活性组分为过渡金属氧化物；所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的2-8％。本发明通过原位合成法制备出不同的介孔分子筛载体，并通过浸渍-旋蒸法负载一定量的活性组分得到催化剂。将本发明介孔分子筛基催化剂应用于氨选择性催化氧化脱除体系中，在300℃就可以达到100％的催化效率，降低能耗的同时提高了催化剂的催化效率以及N2选择性。
【IPC分类】B01D53/58, B01J29/03, B01D53/86
【公开号】CN104888839
【申请号】CN201510241018
【发明人】张润铎, 石兆源, 彭暾, 刘宁, 陈标华
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工技术领域。更具体地，涉及一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化 剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 作为大气污染物之一的NH3存在于很多化工生产（硝酸盐、含氮肥料、石油炼制 等）和生物排放、机动车尾气处理中。目前处理见13的方法有生物法、化学法和物理法。其 中由于选择性催化氧化法（SCO-NH3)让见13与O 2反应生成无害的H 20和N2，反应效率高且用 时短的优点，被认为是一种高效理想的順3处理方法。其可能涉及到的反应过程如下列四 个方程式所示：
[0003] 4NH3+302= 2N2+6H20 (I)
[0004] 4NH3+502= 4N2+6H20 (2)
[0005] 2NH3+202= N2+3H20 (3)
[0006] 4NH3+702= 4N2+6H20 (4)
[0007] 其中，N2为主产物，NO、N 20、NO2为副产物。
[0008] 近年来，已有关于氨脱除技术公开发表。如专利CN103086453A提到用于处理废水 脱氨技术领域，涉及一种应用集成膜对工业高含氨废水进行高效膜脱氨处理的技术方法。 该集成膜脱氨方法采用真空膜脱氨及膜吸收脱氨联用二步法脱氨方式实现废水的高效、低 耗脱氨。专利CN101172236提到用于氨脱除的多元金属氧化物催化剂及其制备方法。该催 化剂主要包括金属元素 Mn、Fe、Ag、Cu、K和Bi的氧化物。其制备方法包括将含有银、锰、 铁、铜、钾和铋离子的混合水溶液，与次氯酸盐和碱液的混合液进行反应，形成氧化物沉淀， 该沉淀经干燥和煅烧后，得到该发明的多元催化剂。但是对于集成膜价格昂贵，而对于金属 氧化物催化剂，易产生副产物。
[0009] 通过前人们对NH3选择性催化氧化的研宄发现，贵金属催化剂具有很高的活性，但 N2选择性并不理想；过渡金属氧化物虽然其催化活性和N 2选择性都很高，但反应所需的温 度却很高（一般为400°C以上）；并且目前的研宄中还是将催化活性组分负载于无规则孔道 结构且比表面积较小的传统载体上。
[0010] 对于近年来出现的分子筛载体，由于其具有高比表面积、有序的孔径分布、多孔性 和热稳定性等特点，能对催化活性起到很大的促进作用而成为了大家研宄的热点。目前，关 于将介孔分子筛应用到制备氨脱除催化剂的相关研宄还未见报道。
【发明内容】
[0011] 本发明的第一目的在于提供一种适用于提高氨脱除效率的介孔分子筛基催化剂。
[0012] 本发明的第二个目的在于提供一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方 法。
[0013] 本发明的第三个目的在于提供一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨脱除 脱除中的应用。
[0014] 本发明通过原位合成法制备出不同的介孔分子筛载体，并通过浸渍-旋蒸法负载 一定量的活性组分得到催化剂，并将其应用于氨选择性催化氧化体系中进行研宄，以探索 不同的介孔分子筛基催化剂在氨脱除脱除中的应用。
[0015] 为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
[0016] -种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，该催化剂包括介孔分子筛以及至少一种 活性组分；所述催化剂的比表面积为400-750m2 · g、所述至少一种活性组分均匀嵌入介孔 分子筛的孔道中；所述活性组分的颗粒粒径为2-50nm ;所述活性组分为过渡金属氧化物； 所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的2-8%。
[0017] 优选地，所述过渡金属氧化物为Cu、Co、Fe、Mn或Ni的氧化物。
[0018] 优选地，所述介孔分子筛为SBA-15、SBA-16或KIT-6。
[0019] 优选地，所述过渡金属氧化物为CuO。
[0020] 优选地，所述介孔分子筛为SBA-15。
[0021] 优选地，所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的6%。
[0022] 本发明的介孔分子筛基催化剂，通过对活性组分种类、负载量、颗粒大小以及催化 剂整体的比表面积的探索，将介孔分子筛所具有的高比表面积、有序的孔径结构、多孔性和 热稳定等特性与活性组分的催化活性相结合，活性组分均匀分布在载体内部孔道及表面， 最大限度地发挥催化效率及催化选择性。由于分子筛载体表面及孔道内部具有一定的酸性 位，能够将大量的NH3吸附，再在活性组分的催化作用下NH3可以有效快速的与O2发生反应， 从而达到催化效果。
[0023] 为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
[0024] 一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0025] 1)介孔分子筛的制备
[0026] 将表面活性剂加入到去离子水中溶解，加入50-80mL的3-5mol/L的盐酸溶液，再 加入硅源得到前驱体溶液，将前驱体溶液在80-100°C下晶化12-48h，分离得到沉淀，将沉 淀清洗、干燥、焙烧后得到介孔分子筛；
[0027] 2)介孔分子筛基催化剂的制备
[0028] 称取过渡金属盐与步骤1)制得的介孔分子筛，置于去离子水中混合均匀得到混 合液，将混合液在水浴中搅拌，之后进行旋转蒸发，最后经干燥，煅烧，得到介孔分子筛基催 化剂。
[0029] 优选地，步骤1)中，所述硅源为含硅氧化物或硅酸盐。
[0030] 优选地，步骤1)中，所述表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚 物（(P123)或聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯嵌段共聚物（F127)或两者的混合物。
[0031] 优选地，步骤1)中，加入盐酸溶液的目的是分散表面活性剂，使其完全溶解。
[0032] 优选地，步骤2)中，称取的过渡金属盐中所含的过渡金属与介孔分子筛的质量比 为 I :12· 5-50〇
[0033] 优选地，步骤2)中，所述过渡金属盐为硝酸盐。
[0034] 优选地，步骤2)中，混合液的水浴温度为30_50°C，水浴时间为10-ia ;混合液旋 转蒸发的温度为60-90°C，旋转蒸发的时间为1-2h ;焙烧的温度为550°C，焙烧时间为5-6h。
[0035] 为达到上述第三个目的，本发明提供一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨 脱除脱除中的应用。
[0036] 优选地，所述催化剂的应用温度为300-500°C。相比较于传统的过渡金属氧化物基 的催化剂其催化温度必须达到400°C以上才有较高的催化活性，本发明将介孔分子筛的特 性与过渡金属氧化物活性组分相结合，大大降低了催化剂的适用温度，在300°C就可以达到 100%的催化效率，在降低能耗的同时还提高了催化效率以及队选择性。
[0037] 采用上述制备方案，本发明能够得到高质量的用于氨脱除的催化剂，所述催化剂 具有较高活性，以及N2选择性，本发明的分子筛基催化剂用于在300-500°C范围内对氮氧化 物的净化，其效率达到100%，在实验的温度范围内有良好的选择性。
[0038] 本发明提供的催化剂的活性可用如下方法评价：
[0039] 采用微反应固定床石英反应器来评价催化剂的活性，首先取200mg的催化剂置于 反应管中，室温下通入Ih Ar气，以去除反应管中吸附于催化剂表面的杂质。将反应管温度 升至100°C，通入360ml/min的反应混合气体（配比为NH31000 pm, 0210%，Ar气为平衡气， GHSV = 4500(?-1)，待反应达到平衡后，记录数据。反应温窗为100-500°C，两测试点之间间 隔50°C。为了防止反应产生的水造成实验失败和数据的不准确性整个反应体系处于加热套 中。其中气体组分的浓度由红外气体分析仪进行检测。
[0040] 本发明的有益效果如下：
[0041] 近年来，对于NH3的处理，大家更加倾向于使用高效无污染的选择性催化氧化方 法，而催化剂从之前的贵金属到过渡金属，载体从氧化物到分子筛，但介孔分子筛的报道很 少见到。因此本发 明将不同的介孔分子筛作为催化剂载体，并负载不同活性组分，应用在氨 选择性催化氧化体系，具有较高活性，以及N2选择性。现有技术中大多数过渡金属氧化物 催化剂要在400°C以上才能达到较高转化率，而本发明中筛选出的最优催化剂在300°C即 可实现完全转化。并且针对贵金属催化剂的大量副产物的产生，本发明中设计的催化剂具 有良好的主产物选择性。
【具体实施方式】
[0042] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领 域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本 发明的保护范围。
[0043] 以下实施例中所用化学试剂均为市售商品。
[0044] 实施例1
[0045] 称取4. Og P123,再加入90ml去离子水，搅拌约1小时至完全溶解；将60ml，4mol/ L的HCl溶液加入以上溶液；将其倒入三口烧瓶，在40°C恒温水浴中搅拌2小时以分散表 面活性剂，转速为400r/min ;称取8. 5g正硅酸乙酯（TEOS)，通过恒压漏斗滴加1至2小时 至上述溶液中得到前驱体溶液；继续搅拌22小时，转速为400r/min ;然后将前驱体溶液倒 入晶化釜中，在l〇〇°C恒温干燥箱中晶化24小时，分离得到沉淀；接着将沉淀洗涤至中性； 将所得沉淀在l〇〇°C恒温干燥箱中干燥2-3小时，然后将其移至马弗炉在550°C焙烧6小时 (升温速度为3°C /min)，即得到纯硅基介孔分子筛SBA-15。
[0046] 按照化学计量称量硝酸铜以及SBA-15,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛的 质量比为1 :50,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于40°C 水浴中恒温搅拌12h，然后置于80°C水浴锅中旋转蒸发lh，并于120°C恒温干燥箱中干燥 2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧5h。将所得样品进行压片并取其中的40-60目 的颗粒作为催化剂样品，即得到氧化铜中铜的负载量为催化剂总重的2%的介孔分子筛基 催化剂，标记为2% Cu-SBA-15。
[0047] 实施例2
[0048] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中铜的负载量不同，称取的硝酸铜中所 含的铜与介孔分子筛的质量比为1 :25。本实施例中，最后得到氧化铜中铜的负载量为4% 的介孔分子筛基催化剂，标记为4% Cu-SBA-15。
[0049] 实施例3
[0050] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中铜的负载量不同，称取的硝酸铜中所 含的铜与介孔分子筛的质量比为1:16. 7。本实施例中，最后得到氧化铜中铜的负载量为 6 %的介孔分子筛基催化剂，标记为6 % Cu-SBA-15。
[0051] 实施例4
[0052] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中铜的负载量不同，称取的硝酸铜中所 含的铜与介孔分子筛的质量比为1:12. 5。本实施例中，最后得到氧化铜中铜的负载量为 8%的介孔分子筛基催化剂，标记为8% Cu-SBA-15。
[0053] 表1 :不同负载量的介孔分子筛基催化剂对见13脱除效率（％ )
[0054]
[0055]
[0056] 表1列出了实施例1-4所制备的催化剂催化活性测试结果，由表可知具有不同活 性组分负载量的Cu-SBA-15介孔分子筛相比较，6% Cu-SBA-15的催化效果最好，在300°C 处其NH3R化率就达到了 100%。由表可以得出结论，负载了不同含量活性组分的催化剂在 氨选择性催化氧化体系中催化效果按以下顺序递减：6% Cu-SBA-15>2% Cu-SBA-15 ~ 4% Cu-SBA-15>8% Cu-SBA-15。由以上分析可知，在一定范围内负载的过渡金属氧化物含量越 多其催化效果越好，但是过多的负载量（8% Cu-SBA-15)反而使得效果有反作用，因此综合 考虑可知氧化铜中铜的负载量为6%的催化剂催化效果最好。
[0057] 实施例5
[0058] 称取4. Og P123,再加入90ml去离子水，搅拌约1小时至完全溶解；将80ml，3mol/ L的HCl溶液加入以上溶液；将其倒入三口烧瓶，在40°C恒温水浴中搅拌2小时以分散表 面活性剂，转速为400r/min ;称取8. 5g正硅酸乙酯（TEOS)，通过恒压漏斗滴加1至2小时 至上述溶液中得到前驱体溶液；继续搅拌22小时，转速为400r/min ;然后将前驱体溶液倒 入晶化釜中，在l〇〇°C恒温干燥箱中晶化24小时；分离得到沉淀；接着将沉淀洗涤至中性； 将所得沉淀在l〇〇°C恒温干燥箱中干燥2-3小时，然后将其移至马弗炉在550°C焙烧6小时 (升温速度为3°C /min)，得到纯硅基介孔分子筛SBA-15。
[0059] 按照化学计量称量硝酸钴以及SBA-15,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛 的质量比为I :16. 7,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于 30°C水浴中恒温搅拌10h，然后置于60°C水浴锅中旋转蒸发0.5h，并于120°C恒温干燥箱 中干燥2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧6h。将所得样品进行压片并取其中的 40-60目的颗粒作为催化剂样品，得到即得到氧化钴中钴的负载量为6%的介孔分子筛基 催化剂，标记为6% Co-SBA-15。
[0060] 实施例6
[0061] 与实施例5相比，区别点仅在于，将活性组分的原料硝酸钴改为硝酸铁，最后得到 6% Fe-SBA-15〇
[0062] 实施例7
[0063] 与实施例5相比，区别点仅在于，将活性组分的原料硝酸钴改为硝酸锰，最后得到 6% Mn-SBA-15〇
[0064] 实施例8
[0065] 与实施例5相比，区别点仅在于，将活性组分的原料硝酸钴改为硝酸镍，最后得到 6% Ni-SBA-15〇
[0066] 实施例9
[0067] 与实施例5相比，区别点仅在于，本实施例中没有负载任何活性组分，为纯硅基介 孔分子筛SBA-15。
[0068] 表2 :负载不同活性组分的介孔分子筛基催化剂对册13脱除效率（％ )
[0069]
[0070] 表2为负载了不同活性组分的催化剂对册13脱除效率的评价。可以看出，单纯载 体SBA-15的活性非常低，350°C之前其NH3转化率一直没有超过5%，到了 500°C达到最高 值51%。负载了不同活性组分后的催化剂活性明显有了很大的提升，但负载不同的活性组 分的催化剂在NH3的转化率上也存在着很大的差异。可以看出催化剂6% Co-SBA-15和6% Cu-SBA-15的催化效果相差不大，在250°C时6% Cu-SBA-15的順3转化率比6% Co-SBA-15 的低22 %，在300°C时都达到了 100 %的NH3转化率，比其他的催化剂达到100 % NH 3转化率 提前了至少 50°C (催化剂 6% Mn-SBA-15、6% Ni-SBA-15 和 6% Fe-SBA-15 分别在 350°C、 500°C和500°C时达到了順3的100%转化率）。对于催化剂6% Mn-SBA-15,在250°C之前 册13转化率一直低于7%，随着温度的升高其转化率逐渐升高，到350°C达到最大值100%后 一直保持这一水平。催化剂6% Ni-SBA-15和6% Fe-SBA-15的催化活性相差不大，350°C之 前NH3转化率都没有超过15 %，500°C时同时达到转化率最高值100 %。可以知道，负载不同 过渡金属氧化物的催化剂催化活性按以下顺序递减：6% Co-SBA-15 ~ 6% Cu/SBA-15>6% Mn/SBA-15>6% Fe-SBA-15 ~ 6% Ni-SBA-15>SBA-15。
[0071] 通过以上分析，对于负载了不同过渡金属氧化物的介孔分子筛基催化剂，催化剂 6% Cu-SBA-15以及6% Co-SBA-15在氨选择性催化氧化体系中表现最好，如果考虑原料成 本等问题，催化剂6 % Cu-SBA-15最优。
[0072] 实施例10
[0073] 将0. 75g P123、2. 2g F127和134ml去离子水混合搅拌至完全溶解，将溶液转 移至三口烧瓶中，在35°C恒温水浴条件下继续搅拌3h，然后缓慢滴入21. 5ml的浓盐酸 (37wt% )并不断搅拌，最后加入12. 8ml正硅酸乙酯得到前驱体溶液，继续搅拌12h。接着 将前驱体溶液转移至晶化釜中，在35°C的恒温箱中静置24h，然后在KKTC恒温箱中再静置 24h，自然冷却后分离得到沉淀，将沉淀洗涤、自然干燥后转移至马弗炉在550°C下焙烧6h， 最后得到SBA-16介孔分子筛。
[0074] 按照化学计量称量硝酸铜以及SBA-16,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛 的质量比为I :16. 7,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于 50°C水浴中恒温搅拌12h然后置于90°C水浴锅中旋转蒸发2h，并于120°C恒温干燥箱中干 燥2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧5h。将所得样品进行压片并取其中的40-60 目的颗粒作为催化剂样品，即得到氧化铜中铜的负载量为6%的介孔分子筛基催化剂，标记 为 6% Cu-SBA-16。
[0075] 实施例11
[0076] 将4. Og P123,溶于144ml (0. 5mol/L)的盐酸中缓慢搅拌，使其完全溶解后转移至 三口烧瓶。缓慢滴加5. 5ml正丁醇，在35°C水浴锅中搅拌Ih后，向溶液中缓慢滴加9. Iml 正硅酸乙酯得到前驱体溶液并持续搅拌24h。将前驱体溶液转移至静态水热反应釜中，放入 120°C恒温箱并静止24h。待静态水热反应釜自然冷却后将所得沉淀过滤并直接放入KKTC 干燥箱中干燥，之后置于H2O-乙醇（体积比为1:2)混合液中萃取，过滤并用去离子水洗至 中性，干燥。放入马弗炉中550°C焙烧5h，得到KIT-6介孔分子筛。
[0077] 按照化学计量称量硝酸铜以及KIT-6,称取的硝酸铜中所含的铜与介孔分子筛 的质量比为I :16. 7,置于去离子水中，搅拌使其充分混合得到混合液，随后将混合液置于 40°C水浴中恒温搅拌12h，将得到的溶液置于80°C水浴锅中旋转蒸发并于120°C恒温干燥 箱中干燥2h，取出样品，置于马弗炉中在550°C下焙烧5h。将所得样品进行压片并取其中 的40-60目的颗粒作为催化剂样品，即得到氧化铜中铜的负载量为6%的介孔分子筛基催 化剂，标记为6% Cu-KIT-6。
[0078] 对比例I
[0079] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中的载体为纯硅基SiO2，最后得到6% Cu-SiO20
[0080] 对比例2
[0081] 与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中的载体为Al2O3，最后得到6 % Cu-Al2O3O
[0082] 表3 :负载相同活性组分但载体不同的催化剂对順3脱除效率（％ )
[0083]
[0084] 表3中为同一过渡金属氧化物负载在不同载体上的催化剂的氨选择性催化氧化 活性对比。从表中可以看出具有介孔分子筛载体的催化剂的催化效率远远高于传统的氧 化物载体催化剂，尤其是6% Cu-SBA-15在250°C时NH3转化率就已经达到了 100%。载 体SBA-16和KIT-6的催化剂催化效果相差不大：同时在400°C达到100% NH3转化率，比 载体SBA-15到达100%順3转化率高了将近100°C。其催化活性按以下顺序递减：6% Cu-SBA-15>6% Cu-SBA-16 ~ 6% Cu-KIT-6>Cu/Si02~ Cu/Al 203。
[0085] 通过以上分析可知，本发明的介孔分子筛基催化剂相较于传统的氧化物基催化剂 催化效率大大提高，并且具有良好的N2选择性。对于不同的介孔分子筛基催化剂，催化活 性最好的是SBA-15载体系列，其中6% Cu-SBA-15是最理想的催化剂。
[0086] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：该催化剂包括介孔分子筛以 及至少一种活性组分；所述催化剂的比表面积为400-750m2 ?g、所述至少一种活性组分均 匀嵌入介孔分子筛的孔道中；所述活性组分的颗粒粒径为2-50nm;所述活性组分为过渡金 属氧化物；所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的2-8%。2. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：所述 过渡金属氧化物为Cu、Co、Fe、Mn或Ni的氧化物。3. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：所述 介孔分子筛为SBA-15、SBA-16或KIT-6。4. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：优选 地，所述过渡金属氧化物为CuO,所述介孔分子筛为SBA-15。5. 根据权利要求1所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂，其特征在于：优选 地，所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的6%。6. 如权利要求1-5任一所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，其 特征在于，包括如下步骤： 1) 介孔分子筛的制备 将表面活性剂加入到去离子水中溶解，加入盐酸溶液，再加入硅源得到前驱体溶液，将 前驱体溶液在80-KKTC下晶化12-48h，分离得到沉淀，将沉淀清洗、干燥、焙烧后得到介孔 分子筛； 2) 介孔分子筛基催化剂的制备 称取过渡金属盐与步骤1)制得的介孔分子筛，置于去离子水中混合均匀得到混合液， 将混合液在水浴中搅拌，之后进行旋转蒸发，最后经干燥，煅烧，得到介孔分子筛基催化剂。7. 根据权利要求6所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，其特征 在于：步骤1)中，所述硅源为含硅氧化物或硅酸盐；所述表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙 烯-聚氧乙烯嵌段共聚物或聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯嵌段共聚物或两者的混合物。8. 根据权利要求6所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂的制备方法，其特 征在于：步骤2)中，称取的过渡金属盐中所含的过渡金属与介孔分子筛的质量比为1 : 12. 5-50 ;所述过渡金属盐为硝酸盐；混合液的水浴温度为30-50°C，水浴时间为10_12h;混 合液旋转蒸发的温度为60-90°C，旋转蒸发的时间为0. 5-2h;焙烧的温度为550°C，焙烧时 间为5_6h。9. 如权利要求1-5任一所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨脱除脱除 中的应用。10. 根据权利要求9所述的一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂在氨脱除脱除中的 应用，其特征在于：所述催化剂的应用温度为300-500°C。
【专利摘要】本发明公开一种用于氨脱除的介孔分子筛基催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包括介孔分子筛以及至少一种活性组分；所述催化剂的比表面积为400-750m2·g-1；所述至少一种活性组分均匀嵌入介孔分子筛的孔道中；所述活性组分的颗粒粒径为2-50nm；所述活性组分为过渡金属氧化物；所述过渡金属氧化物中过渡金属的负载量为催化剂总重量的2-8％。本发明通过原位合成法制备出不同的介孔分子筛载体，并通过浸渍-旋蒸法负载一定量的活性组分得到催化剂。将本发明介孔分子筛基催化剂应用于氨选择性催化氧化脱除体系中，在300℃就可以达到100％的催化效率，降低能耗的同时提高了催化剂的催化效率以及N2选择性。
【IPC分类】B01D53/58, B01J29/03, B01D53/86
【公开号】CN104888839
【申请号】CN201510241018
【发明人】张润铎, 石兆源, 彭暾, 刘宁, 陈标华
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日
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