Aei型硅鋁分子篩及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種分子篩及其制備方法和應用，具體地涉及一種ΑΕΙ型硅鋁分子篩 及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 當今的霧霾天氣主要來自柴油發動機的尾氣中除去不完全的氮氧化物。隨著經濟 的快速發展，生活質量不斷提高，人們的環保意識越來越強，城市居民對大氣質量的要求越 來越高，這就迫切需求開發研制高活性、高選擇性、低成本的汽車尾氣凈化用催化劑，有效 地控制有害物質的排放，保護生態環境和人類自身健康。
[0003] 早期人們使用二效催化劑通過氧化還原把汽車尾氣中有毒的一氧化碳和燃燒不 完全的碳氫化合物除去，但是，尾氣中還包含著氮氧化物，它們是形成酸雨和光化學煙霧的 主要污染物，對生態環境造成嚴重的危害，因此，必須在它們被排放入大氣之前對其進行處 理。將貴金屬鉬-銠-鈀及稀土金屬釩及鎢的氧化物摻雜到二效催化劑中，能有效的將氮 氧化物轉化成無毒的氮氣，該催化劑稱為三效催化劑。但是，貴金屬價格貴，釩的使用會構 成對環境的二次污染。更重要的是，它們適用條件苛刻，只能在非常狹窄的氣/燃比（14. 7 : 1)下操作，容易中毒失效，只能用于處理無鉛汽油燃燒時產生的尾氣。近年來，貧燃汽油發 動機以及柴油發動機的設計和應用呈不斷上升的趨勢，在貧燃條件下，尾氣中存在大量過 剩氧氣和水蒸氣，這就容易導致三效催化劑對脫硝功能的完全失效。
[0004] 后來發現一種稱之為沸石的分子篩，在l〇〇〇°C的溫度下水熱處理后，通過XRD、 NMR、BET分析的分析檢測手段確認，它的微孔型晶體結構依然保持穩定，同時吸附性能也是 穩定的，因此這種具有微孔型結構和抗高溫高濕熱能力的沸石可望作為汽車尾氣凈化用催 化劑的載體。但這種沸石的有效的制備方法卻尚未見報道，而且也需要開發研制更加適用 于作為汽車尾氣凈化用催化劑的載體的、性能更優越的沸石。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種AEI型硅鋁分子篩，其晶粒大 小可控且分布均勻，適合作為汽車尾氣凈化用催化劑的載體。
[0006] 本發明的另一個目的在于提供一種上述AEI型硅鋁分子篩的制備方法。
[0007] 本發明的第三個目的在于提供一種上述AEI型硅鋁分子篩的應用，其用于不同種 柴油機的汽車尾氣的脫硝及石油化工及化學化工。
[0008] 本發明的第四個目的在于提供一種汽車尾氣凈化用催化劑，其用上述的AEI型硅 鋁分子篩作為載體。
[0009] 本發明的第五個目的在于提供一種上述汽車尾氣凈化用催化劑的制備方法。
[0010] 為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：
[0011] 一種AEI型硅鋁分子篩，其硅鋁比的范圍在10-40之間。
[0012] 根據本發明，所述AEI型硅鋁分子篩的晶粒大小在0. 5-1微米之間，粒徑分布： '〈25微米。
[0013] 根據本發明，所述ΑΕΙ型硅鋁分子篩的比表面積>700m2/g，酸密度介于 1. 0-2.Ommol/g之間。
[0014] 本發明還提供如下的技術方案：
[0015] -種汽車尾氣凈化用催化劑，其以上述AEI型硅鋁分子篩作為載體，所述載體上 負載有銅，所述銅的負載量是l_5wt%。
[0016] 根據本發明，所述銅的負載量優選是2_4wt%。
[0017] 本發明還提供如下的技術方案：
[0018] -種上述AEI型硅鋁分子篩的制備方法，其包括如下的步驟：
[0019] 1)配溶膠：混合模板劑及堿和水，再加入Y型分子篩和硅源，25_45°C之間攪拌均 勻；
[0020] 2)取步驟1)的溶膠，加入0·l_5wt%重量（相對于硅源中的Si02重量）的晶種， 加入到壓力釜中，攪拌，在130-200°C下晶化5-10天，其中，攪拌速度為80-240rpm。
[0021 ] 根據本發明，所述堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
[0022] 根據本發明，所述硅源選自無機硅。優選為含二氧化硅的硅溶膠或柱層析用的固 體石圭膠。
[0023] 根據本發明，所述模板劑是下述式（1)、式（2)，式（3)或式（4)所示化合物的一 種：
[0024]
[0025]
[0026] 其中，&相同或不同，彼此獨立地是C1-C4烷基，優選彼此獨立是甲基、乙基、丙基 或丁基，更優選彼此獨立是甲基或乙基；m是1至5之間的整數，優選m是2 ;R2相同或不同， 彼此獨立地是C1-C4烷基，優選彼此獨立是甲基、乙基、丙基或丁基，更優選彼此獨立是甲 基或乙基；R3相同或不同，彼此獨立地是C1-C4烷基，優選彼此獨立是甲基、乙基、丙基或丁 基，更優選彼此獨立是甲基或乙基。
[0027] 根據本發明，所述模板劑選自1-甲基-2, 6-二甲基-哌啶，1-乙基-2, 6-二甲 基-哌啶，1-甲基-3, 5-二甲基-哌啶，1-乙基-3, 5-二甲基-哌啶，1，1-二甲基-2, 6-二 甲基-哌陡卩翁碳酸甲酯，1，1-二乙基-2, 6-二甲基-乙哌陡卩翁硫酸單乙酯，1，1-二甲 基-3, 5-二甲基-哌啶嗡碳酸甲酯，1，1-二乙基-3, 5-二甲基-哌啶嗡硫酸單乙酯，1，1-二 甲基-2, 6-二甲基-哌陡B翁氫氧化銨，1，1-二乙基-2, 6-二甲基-哌陡B翁氫氧化銨，1，1-二 甲基-3, 5-二甲基-哌啶嗡氫氧化銨，1，1-二乙基-3, 5-二甲基-哌啶嗡氫氧化銨中的一 種。
[0028] 本發明中，在一定的模板劑及晶種用量下能得到純的AEI型硅鋁分子篩。
[0029] 根據本發明，使用以下的反應料比得到硅鋁比合格的產品：
[0030] 模板劑：堿：硅源：Y型分子篩：水=(5-10) : (28-32) : (54-60) : (1-1. 2) : (2200 -2600)〇
[0031 ] 本發明中，上述的含模板劑高的反應制備得到的產品作為晶種。
[0032] 上述AEI型硅鋁分子篩的制備方法，其進一步包括以下步驟：
[0033] i)將上述AEI型硅鋁分子篩的制備方法中步驟2)得到的產品過濾，然后進行水 洗，再用銨鹽的水溶液進行銨交換或稀酸溶液進行酸交換；
[0034] ii)將步驟i)的產物進行高溫煅燒；
[0035] iii)步驟ii)的煅燒后的產物用稀酸溶液進行酸交換。
[0036] 根據本發明，所述步驟i)中的銨鹽的水溶液與固體的重量比是1:5-15。
[0037] 根據本發明，所述步驟i)中的銨鹽為（NH4)nX，其中，X為硫酸根、硝酸根、氯、醋酸 根或碳酸氫根，η為1或2。
[0038] 根據本發明，所述步驟i)中的銨交換進行3-5次，優選4次。通過所述銨交換能 實現部分銨與鉀離子的交換，交換率達75-80%。
[0039] 根據本發明，所述步驟i)中的稀酸的水溶液與固體的重量比是1:5-15。
[0040] 根據本發明，所述步驟i)中的酸選自硫酸，硝酸，鹽酸，醋酸或碳酸。
[0041] 根據本發明，所述步驟i)中的酸交換進行3-5次，優選4次。通過所述酸交換能 實現部分酸與鉀離子的交換，交換率達75-80%。
[0042] 根據本發明，所述步驟ii)中的煅燒溫度是400-800°C。
[0043] 根據本發明，所述步驟iii)中的酸選自硫酸、硝酸、鹽酸，醋酸或碳酸。
[0044] 根據本發明，所述步驟iii)中的酸交換進3-5次，優選4次。通過所述酸交換能 實現部分酸與鉀離子的交換，交換率達100%。