CN111392742A - 一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用 - Google Patents

一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111392742A
CN111392742A CN202010299896.3A CN202010299896A CN111392742A CN 111392742 A CN111392742 A CN 111392742A CN 202010299896 A CN202010299896 A CN 202010299896A CN 111392742 A CN111392742 A CN 111392742A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
reaction
water
mass
molecular sieve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010299896.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111392742B (zh
Inventor
何汉兵
付国友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202010299896.3A priority Critical patent/CN111392742B/zh
Publication of CN111392742A publication Critical patent/CN111392742A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111392742B publication Critical patent/CN111392742B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/06—Preparation of isomorphous zeolites characterised by measures to replace the aluminium or silicon atoms in the lattice framework by atoms of other elements, i.e. by direct or secondary synthesis
    • C01B39/08—Preparation of isomorphous zeolites characterised by measures to replace the aluminium or silicon atoms in the lattice framework by atoms of other elements, i.e. by direct or secondary synthesis the aluminium atoms being wholly replaced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明提出了一种分子筛材料AM‑6及其制备方法和应用。本发明利用氢氧化钠、硅酸钠、五氧化二钒、硫酸、乙醇、水和二水合氟化钾在水热釜中合成AM‑6钒硅分子筛催化剂，50～400℃下让一氧化碳选择性还原一氧化氮气体，使一氧化碳和一氧化氮分别转化成二氧化碳和氮气，尾气通过石灰水后回收氮气，从而达到催化脱硝和以废治废的目的。本发明的水热法合成了成分和颗粒粒度均匀、晶体形貌规整，杂质含量少的AM‑6，在脱硝反应中AM‑6样品在200℃时脱硝率达到84.6％，在250～400℃脱硝活性均达到90％以上。

Description

一种分子筛材料AM-6及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于催化材料技术领域，涉及一种CO还原NO催化剂钒硅分子筛材料AM-6的制备及应用。
背景技术
氮氧化物是我国目前主要污染物之一，研究成本低且活性高的脱硝催化剂具有重要意义。工业上多采用氨气作为还原剂，存在储存运输难的问题。应用最广泛的V2O5+WO3(MoO3)/TiO2催化剂具有活性温度窗口较高，寿命短等缺点。V2O5总是负载在具有较大表面积的多孔材料上以获得更高的催化活性,然而难以将V2O5均匀地分散在载体的内表面上，尤其是分散到微孔中。因此，在本发明中提出了一种含钒的多孔分子筛作为负载型V2O5的可靠替代选项。AM-6在其框架中具有V4+/V5+氧化还原对，而不是在表面负载V2O5。
AM-6分子筛的骨架含有三元、五元、七元和十二元环，其中钒原子位于三元和七元环中,每个钒原子带有2个负电荷，与Na+和K+阳离子平衡。钒氧八面体之间共角相连形成一维的-V-O-V-原子线，原子线被包裹在硅氧四面体形成的孔道结构当中。
AM-6分子筛所具有的微孔特性和特殊的骨架钒配位结构，使其在分子吸附、离子交换和催化反应等方面表现出较大的应用潜力，拓宽了分子筛材料的应用范围。
AM-6由于其独特的化学性质和作为光催化剂的潜在应用而备受关注，目前还没有其在脱硝领域应用的有关研究。因此在本发明中通过水热法制备AM-6分子筛材料，可以合成成分和粒度均匀、晶型形貌规整的AM-6，合成过程不使用模板剂及晶种(模板剂需要高温下气态氨气处理去除，而晶种会导致杂质较多)。合成的AM-6材料经过脱硝检测，脱硝效率高，证明其在脱硝领域具有应用前景。
Datta S J等(Datta S J,Yoon K B.Co-ETS-10and Co-AM-6as activecatalysts for the oxidation of styrene to styrene oxide and benzaldehydeusing molecular oxygen[J].Chinese Journal of Catalysis,2015,36(6):897-905)，采用的AM-6制备方法为：首先制备Si源溶液，将NaOH溶液(3g NaOH和20g H2O)加入到由Na2SiO3(12.2g)和H2O(50g)组成的硅酸钠溶液中。其次制备V源溶液，将所需量的H2SO4(4.5g)添加到装有H2O(10g)的50mL圆底烧瓶中。随后，将V2O5(1.4g)和乙醇(4g)依次加入到烧瓶中，将不均匀混合物回流25分钟。随后，将黄绿色的V源溶液逐滴添加到Si源溶液中。将稀的KF溶液(2g KF和10g H2O)加入上述混合物中。将混合物在室温下陈化15小时后，将所得凝胶转移至衬有特氟隆的50mL高压釜中，将其置于静态条件下于220℃的预热烘箱中放置16h。收集沉淀的晶体，洗涤并在100℃下干燥1小时。其中Na2SiO3(17％-19％Na2O和35％-38％SiO2，Kanto)。
采用上述文献中的方法，未能得到理想的形貌规整的AM-6材料。本发明发现硅酸钠规格对水热法制备产品质量影响较大，因此对所用硅酸钠溶液进行了调整。上述文献采用的硅酸钠溶液模数n≈2.1，(硅酸钠中的模数为：n＝SiO2/Na2O(摩尔比)，模数显示了硅酸钠的组成，是硅酸钠的重要参数，一般在1.5～3.5之间)。在本发明中采用模数更高的硅酸钠溶液(模数n≈3.3)。采用上述文献方法制备的AM-6(n≈2.1)与本发明制备的AM-6(n≈3.3)，实施例3制备的样品，形貌，XRD，脱硝性能对比结果如图8，9，10所示。
此外，本发明中采取的Na2SiO3(8.3％Na2O和26.5％SiO2)，属于工业级原料，成本更加低廉。在降低成本的前提下，可以得到纯度较高的AM-6样品。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种制备钒硅分子筛材料AM-6的方法。通过水热法制备AM-6分子筛材料，可以合成成分和粒度均匀、晶型形貌规整、杂质含量少，脱硝效率高的AM-6。
本发明钒硅分子筛材料AM-6的制备方法，包括以下步骤：
(1)氢氧化钠、硅酸钠、水和硫酸混合，作为溶液A；
(2)硫酸、五氧化二钒、水和乙醇混合，作为溶液B；
(3)将溶液A和溶液B混合后，加入二水合氟化钾，混合均匀后10-30℃下陈化16～72h，之后放入反应釜，反应釜置于烘箱中，将烘箱温度升温至210℃～230℃，恒温15-18h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6。
所述溶液A中氢氧化钠的质量为3～5g，优选4.05g；硅酸钠溶液质量为15～17g，优选16.57g；水的质量为，60～80g，优选70g；硫酸的质量为1.2～1.4g，优选为1.3g。
所述溶液B中五氧化二钒质量为1.3～1.5g，优选1.4g；水质量为10～20g，优选10g；乙醇的质量为3～5g，优选为4g；硫酸的质量为4.16g～4.78g，即硫酸与五氧化二钒的摩尔比为7.1:1～7.9:1，优选为硫酸4.50g，对应摩尔比为7.5:1。
所述二水合氟化钾的质量为3.1～3.3g，优选为3.24g；溶解二水合氟化钾的水的质量为4～5g，优选为4.8g。
优选的，步骤(2)中溶液B需在烧杯中，烧杯放入水浴锅中温度为75～85℃，优选80℃，反应时间20～30min，优选25min。
优选的，步骤(3)将溶液A和溶液B混合后，加入二水合氟化钾，再加入表面活性剂，所述的表面活性剂包括：十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-8000、PVP-24000)中的一种或几种。表面活性剂种类优选十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。表面活性剂与V的物质的量之比设置为1/3，1/4，1/6，1/12，优选为1/4。
优选的，步骤(3)中陈化时间为16h～72h，优选24h。
优选的，步骤(3)中反应釜放在烘箱中，将烘箱温度升温至220℃，恒温16h。
在成功合成AM-6基础上，即本发明实施例3制备AM-6(pH-3)过程中添加表面活性剂，利用CTAB辅助AM-6的合成，AM-6水热合成法中适量比例的CTAB表面活性剂添加，能够改善晶体结晶状况，催化剂材料的催化活性提升，降低脱硝反应温度，表面活性剂的积极影响取决于其适合的添加比例。表面活性剂与V的物质的量之比设置为1/3，1/4，1/6，1/12，优选为1/4。
反应温度为200℃时，添加比例为0，1/12，1/6，1/4，1/3，样品最佳脱硝率分别为84.6％，83.2％，86.2％，88.5％，67.7％。1/4比例样品对比于未添加样品和其他比例样品在200℃～400℃脱硝效率均有所提升(见图7)。说明利用表面活性剂对其进行改性，适合比例下能够有效提高其脱硝催化能力。
本发明的第二个目的是提供上述方法制备得到的AM-6分子筛产品。
本发明的第三个目的是提供AM-6分子筛或者上述方法制备的AM-6分子筛在催化烟气脱硝中的应用。
进一步的，分子筛材料AM-6用于CO还原NO的烟气脱硝，利用CO与NO发生氧化还原反应将其转化为N2进行脱除。
进一步的，烟气脱硝反应温度为50～400℃，优选200～400℃。
进一步的，CO与NO的体积比≥1.2。还原剂CO与NO的气体比例影响脱硝性能，气体比例小于1.2时，CO不足导致NO还原不完全，进而导致脱硝率低，因此本发明选取CO:NO提及比例为大于等于1.2:1比较适宜。
本发明处理的烟气包括电厂、垃圾焚烧处理厂、冶炼厂和石化厂所排放的烟气。
钒硅分子筛AM-6材料作为催化剂脱硝检测分析步骤如下：
通过实验室对合成的催化剂进行脱硝性能检测实验。实验体系由配气系统、催化系统、检测系统3个部分组成,配气系统由装有CO、NO标准气的钢瓶和配气仪组成,催化系统由固定反应器和管式电阻炉组成,检测系统为德国MRU公司VARIO PLUS型增强型烟气分析仪。利用增强型烟气分析仪VARIOPLUS检测反应前烟气入口、反应后烟气出口的气体种类和含量，其催化脱硝效率计算公式如下：
Figure BDA0002453590410000061
式中,NO(in)为进口处NO浓度，NOx(out)为出口处NOx浓度，包括NO和NO2，其中浓度的单位均为ppm。
1)打开烟气分析仪预热30min；
2)采用抗高温石英棉将0.5g催化剂固定于石英管中部,放置于程序控温的管式电阻炉中进行反应；
3)连接实验仪器和管路，设置好配气仪参数，气体整体流速采用实验室已经探索较好的100mL/min，然后通入反应气体：CO＝600ppm，NO＝500ppm，平衡气氛为氮气；
4)再经过程序性升温控制进行脱硝率测试。利用烟气分析仪检测并实时记录出口处NO浓度。
本发明首次将钒硅分子筛AM-6用于脱硝技术领域，尤其是CO还原NO的脱硝过程。且本发明利用水热法制备的钒硅分子筛AM-6催化剂形貌完整，可以达到在低温度下进行高效脱硝的目的，为下一步开展工程化烟气脱硝处理实验提供支持。
附图说明
图1为实施例1-5不同硫酸比例合成的AM-6的扫描电镜谱图(放大7500倍)，a～e分别为硫酸与五氧化二钒的摩尔比为7.1:1，7.3:1,7.5:1，7.7:1，7.9:1(对应硫酸质量分别以此为4.16g，4.32g，4.50g，4.63g，4.78g，分别依次记为pH-1，pH-2，pH-3，pH-4，pH-5；
AM-6(pH-1)，AM-6(pH-2)，AM-6(pH-3)，AM-6(pH-4)，AM-6(pH-5)；比例为AM-6(pH-3)时，样品形貌最完整，呈截取顶端的八面椎体，脱硝率越高。
图2为实施例1-5AM-6(pH-1～5)的XRD谱图。
图3为实施例1-5AM-6(pH-1～5)的脱硝曲线。
反应温度为200℃时，AM-6(pH-1)，AM-6(pH-2)，AM-6(pH-3)，AM-6(pH-4)，AM-6(pH-5)的最佳脱硝率分别为61.5％，76.9％，84.6％，76.9％，58.5％。AM-6(pH-3)对比于其他样品在200℃～400℃脱硝效率最优。
图4为实施例3制备的AM-6(pH-3)的红外光谱图；红外测试辅助验证成功合成AM-6。
图5为实施例3制备的AM-6(pH-3)的拉曼谱图；拉曼测试辅助验证成功合成AM-6。
图6为AM-6(XCTAB)的XRD谱图；即实施例3，6-9制备的产品的XRD谱图；是在实施例3制备AM-6(pH-3)过程中添加表面活性剂，对添加表面活性剂CTAB辅助合成的AM-6命名，记为AM-6(XCTAB)，其中，X：表面活性剂与V的物质的量之比，X不同代表添加不同量的表面活性剂，例如AM-6(1/12CTAB)、AM-6(1/6CTAB)、AM-6(1/3CTAB)、AM-6(1/4CTAB)。
图7为实施例3，6-9制备的产品的脱硝曲线。
图8为背景技术中文献制备的AM-6与本发明实施例3制备的AM-6的扫描电镜图谱。
图9为背景技术中文献制备的AM-6与本发明实施例3制备的AM-6的XRD图。
图10为背景技术中文献制备的AM-6与本发明实施例3制备的AM-6的脱硝曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：AM-6(pH-1)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.16g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，混合均匀后，室温下陈化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(pH-1)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(pH-1)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为61.5％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为63.1％。
实施例2：AM-6(pH-2)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.32g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，混合均匀后，室温下陈化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(pH-2)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(pH-2)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为76.9％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为84.6％。
实施例3：AM-6(pH-3)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.50g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，混合均匀后，室温下陈化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(pH-3)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(pH-3)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为84.6％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为92.3％。
实施例4：AM-6(pH-4)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.63g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，混合均匀后，室温下陈化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(pH-4)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(pH-4)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为76.9％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为83.1％。
实施例5：AM-6(pH-5)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.78g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，混合均匀后，室温下陈化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(pH-5)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(pH-5)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为58.5％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为60.0％。
实施例6：AM-6(1/12CTAB)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.5g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，0.47gCTAB，混合均匀后，室温下老化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(1/12CTAB)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(1/12CTAB)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为83.2％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为90.8％。
实施例7：AM-6(1/6CTAB)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.5g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，0.93gCTAB，混合均匀后，室温下老化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(1/6CTAB)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(1/6CTAB)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为86.2％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为93.1％。
实施例8：AM-6(1/4CTAB)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.5g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，1.40gCTAB，混合均匀后，室温下老化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(1/4CTAB)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(1/4CTAB)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为88.5％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为96.9％。
实施例9：AM-6(1/3CTAB)催化剂催化脱硝
先将4.05g氢氧化钠、16.57g硅酸钠溶液、70g水和1.3g硫酸混合，作为溶液A；4.5g硫酸、1.4g五氧化二钒、10g水和4g乙醇混合，作为溶液B，将溶液B在80℃水浴锅中搅拌反应25min；将溶液A和溶液B混合后，加入3.24g二水合氟化钾，4.8g水，1.87gCTAB，混合均匀后，室温下老化24h，之后放入反应釜中，反应釜放在烘箱中，升温至220℃，恒温16h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6(1/3CTAB)。
在管式电阻炉的反应器中装入0.5g催化剂AM-6(1/3CTAB)，开始升温，同时通入一氧化碳和一氧化氮混合气体，空速为12000mL/(g﹒h)，尾气经过烟气分析仪检测后通入石灰水再回收。测试结果可以得到，反应温度为200℃时，反应脱硝率为67.7％；反应温度为250℃时，反应脱硝率为72.3％。

Claims (10)

1.一种分子筛材料AM-6的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氢氧化钠、硅酸钠、水和硫酸混合，作为溶液A；
(2)硫酸、五氧化二钒、水和乙醇混合，作为溶液B；
(3)将溶液A和溶液B混合后，加入二水合氟化钾，混合均匀后10～30℃下陈化，之后放入反应釜，反应釜置于烘箱中，将烘箱温度升温至210℃～230℃，恒温15～18h，反应结束后，冷却，倒掉上清液，下层物质经过滤、洗涤、干燥后研磨得到紫色固体产物AM-6。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述溶液A中氢氧化钠的质量为3～5g，优选4.05g；硅酸钠溶液质量为15～17g，优选16.57g；水的质量为，60～80g，优选70g；硫酸的质量为1.2～1.4g，优选为1.3g；
所述溶液B中五氧化二钒质量为1.3～1.5g，优选1.4g；水质量为10～20g，优选10g；乙醇的质量为3～5g，优选为4g；硫酸的质量为4.16g～4.78g，优选为4.50g；
所述二水合氟化钾的质量为3.1～3.3g，优选为3.24g；溶解二水合氟化钾的水的质量为4～5g，优选为4.8g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中溶液B在水浴锅中搅拌反应，其中水浴锅温度为75～85℃，优选80℃，反应时间20～30min，优选25min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中陈化时间为16h～72h，优选24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)将溶液A和溶液B混合后，加入二水合氟化钾，再加入表面活性剂，所述的表面活性剂包括：十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；表面活性剂种类优选十六烷基三甲基溴化铵；表面活性剂与V的物质的量之比设置为1/3，1/4，1/6，1/12，优选为1/4。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中反应釜放在烘箱中，将烘箱温度升温至220℃，恒温16h。
7.一种权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的分子筛材料AM-6。
8.分子筛材料AM-6或者权利要求7所述的方法制备的分子筛材料AM-6在催化烟气脱硝中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，分子筛材料AM-6用于CO还原NO的烟气脱硝。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，烟气脱硝反应温度为50～400℃，优选200～400℃。
CN202010299896.3A 2020-04-16 2020-04-16 一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用 Active CN111392742B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010299896.3A CN111392742B (zh) 2020-04-16 2020-04-16 一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010299896.3A CN111392742B (zh) 2020-04-16 2020-04-16 一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111392742A true CN111392742A (zh) 2020-07-10
CN111392742B CN111392742B (zh) 2021-09-07

Family

ID=71427954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010299896.3A Active CN111392742B (zh) 2020-04-16 2020-04-16 一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111392742B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10015696A1 (de) * 2000-03-27 2001-10-25 Hyun Dai Heavy Ind Co Ltd Katalysator für die Entfernung von Stickoxiden auf Basis von Titansäulen gestütztem Ton, der mit Vanadium imprägniert ist
CN1840477A (zh) * 2005-03-31 2006-10-04 中国石油化工股份有限公司 一种钒硅分子筛的制备方法
CN102858688A (zh) * 2010-04-07 2013-01-02 西江大学校产学协力团 制备钒硅酸盐分子筛的新型方法和新型的钒硅酸盐分子筛
CN107446137A (zh) * 2017-08-04 2017-12-08 中南大学 一种制备铁基金属有机骨架材料MIL‑100(Fe)的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10015696A1 (de) * 2000-03-27 2001-10-25 Hyun Dai Heavy Ind Co Ltd Katalysator für die Entfernung von Stickoxiden auf Basis von Titansäulen gestütztem Ton, der mit Vanadium imprägniert ist
CN1840477A (zh) * 2005-03-31 2006-10-04 中国石油化工股份有限公司 一种钒硅分子筛的制备方法
CN102858688A (zh) * 2010-04-07 2013-01-02 西江大学校产学协力团 制备钒硅酸盐分子筛的新型方法和新型的钒硅酸盐分子筛
CN107446137A (zh) * 2017-08-04 2017-12-08 中南大学 一种制备铁基金属有机骨架材料MIL‑100(Fe)的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHUVO JIT DATTA，KYUNG BYUNG YOON: "Co-ETS-10 and Co-AM-6 as active catalysts for the oxidation of styrene to styrene oxide and benzaldehyde using molecular oxygen", 《CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS》 *
梁文平，殷福珊: "《表面活性剂在分散体系中的应用》", 28 February 2003, 中国轻工业出版社 *
陈坤柏，郭春霞: "《火电厂废烟气脱硝催化剂处理与处置》", 30 June 2017, 河南科学技术出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111392742B (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108745404B (zh) 基于黑磷/金属有机框架修饰的氮化碳膜复合材料及其制备方法与在废气处理中的应用
CN104627960B (zh) 一种改性赤泥催化甲烷裂解制氢的方法
CN105478120A (zh) 一种赤泥基铁系催化剂的制备方法及其在甲烷裂解制氢中的应用
CN106861626B (zh) 一种吸附-光催化双功能材料及其制备方法与在挥发性有机气体治理工艺的应用
CN111097381A (zh) 一种可再生改性活性炭吸附剂及其制备方法和应用
CN112827468A (zh) 一种粉煤灰基除氟吸附剂的制备方法及其应用
CN114380869B (zh) 一种金属-有机骨架材料及其制备方法和应用
CN110451520B (zh) 一种磁性分子筛/秸秆炭复合材料及其制备方法和应用
CN108262006A (zh) 一种骨架掺入金属的mcm-41分子筛及其制备方法
Zhang et al. Efficient removal of formaldehyde by diatomite decorated with BiOCl/TiO2 under visible-light irradiation: Effects of key preparation parameters
CN112717931B (zh) 一种铁基复合型脱硫剂、其制备方法及在脱除气体中硫化氢的应用
WO2024146222A1 (zh) 一种以单原子分散铂为前体物制备高分散Pt/CeO 2的方法与应用
CN114160104A (zh) 一种窑炉烟气co2捕集与利用耦合材料及其应用
CN111392742B (zh) 一种分子筛材料am-6及其制备方法和应用
CN109569569B (zh) 一种具有三元异质结结构的光催化剂及其制备方法和应用
CN112591742A (zh) 一种氮硫共掺杂的多孔石墨化碳纳米材料及其制备方法
CN112121757A (zh) 一种氧化镁改性海泡石吸附剂的制备方法及应用
CN116216717A (zh) 活性炭和低温scr脱硝催化剂的制备方法以及烟气脱硝方法
CN109126771A (zh) 非贵金属VOCs催化剂及其制备方法
CN109603904B (zh) 一种高效率净化己二酸烟气催化剂的制备及应用
Hu et al. Metal-organic framework assisted preparation of α-Fe2O3 for selective catalytic reduction of NOX with NH3
CN112675868A (zh) 一种高效响应光耦合脱硝催化剂及其制备方法
CN113663488A (zh) 一种工业尾气深度脱硫剂及其制备方法
CN110668461A (zh) 一种以四丁基溴化铵为模板剂制备Silicalite-2分子筛的方法
CN116651496B (zh) 一种锰掺杂沸石分子巢催化剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant