CN111807382A - 一种β分子筛负载过渡金属的制备方法及其在脱除硫化氢气体中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种β分子筛负载过渡金属的制备方法及其在脱除硫化氢气体中的应用,β分子筛的制备方法包括如下步骤:将铝源、无机盐、四乙基氢氧化铵和N,N'‑双(十六烷基二甲基)‑1,2‑二溴化乙二铵盐溶于水中,得混合溶液;然后加入硅源,晶化,干燥,焙烧,即得β分子筛。本发明提供的β分子筛的制备方法,通过同时添加四乙基氢氧化铵和N,N'‑双(十六烷基二甲基)‑1,2‑二溴化乙二铵盐,并与其它组分相互配合,制得的β分子筛晶粒尺寸较小,具有较高的结晶度和较丰富的孔结构,而且孔道更加通畅;当其负载过渡金属并应用的脱除硫化氢气体时,可提高硫化氢选择性氧化的转化率及分子筛负载过渡金属的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂制备技术领域,具体涉及一种β分子筛负载过渡金属的制备方法及其在脱除硫化氢气体中的应用。
背景技术
在众多的硫磺回收及尾气处理工艺中,直接氧化类工艺以操作简单、硫回收率高而受到广泛关注。该工艺采用特殊催化剂,将过程气中的H2S直接催化氧化为元素硫,既可用于处理贫酸气,也可用于处理常规克劳斯尾气。按照操作温度、应用场合和所使用催化剂的不同,直接氧化类工艺通常包括Clinsuf -DO、ENsulf、Selectox、Superclaus、Modop、BSR-Selectox和BSR-Hi-Activity 等工艺。其中的Superclaus(超级克劳斯)工艺因硫回收率高和适应范围广而成为目前最成熟、应用最广的直接氧化类工艺。
超级克劳斯工艺是在高活性和高选择性的催化剂作用下将硫化氢和空气直接氧化成单质硫,使得反应过程中产生的二氧化硫极少,同时反应后的气体中硫化氢含量极低,具有较高的硫回收率。主要反应如下:
2H2S+O2→2/xSX+H2O (1)
2H2S+3O2→2SO2+2H2O (2)
该工艺中反应(1)是主反应,不受热力学平衡限制,因此从理论上来说硫化氢可以达到极高的转化率;反应(2)是副反应,放热大,氧耗高,必须采用高选择性的催化剂来控制,而且该催化剂要满足工业应用的条件,满足严格的排放标准。
第一代硫化氢选择性氧化制硫催化剂是以a氧化铝为載体,细微粒氧化铁为活性组分,少量氧化铬作稳定剂;其活性较低,反应温度高;第二代是以硅土催化剂和a氧化铝催化剂的混合物作为催化剂,其活性有所提高,反应温度也有所降低,但是,由于催化剂的比表面积比较大,在促进主反应的同时,也促进了副反应;第三代是以二氧化硅作载体,通过添加活性组分和助剂来抑制副反应,且大大降低了催化剂反应温度,进一步提高了催化剂选择性,也是目前应用最为广泛的硫化氢选择性氧化制硫催化剂。
例如中国专利文献CN102950000A中公开了一种硫化氢选择性氧化催化剂制备方法,采用SiO2作为载体,氧化铁为活性组分,再加入碱金属氧化物或碱土金属氧化物作为助剂。该文献公开的催化剂虽然降低了催化剂反应温度,提高了催化剂的选择性,但是其在硫化氢选择性氧化中的转化率和稳定性较差。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的硫化氢选择性氧化催化剂存在转化率和稳定性较差的缺陷,从而提供一种β分子筛负载过渡金属的制备方法及其在脱除硫化氢气体中的应用。
为此,本发明提供如下技术方案:
一种β分子筛的制备方法,包括如下步骤:
将铝源、无机盐、四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐溶于水中,得混合溶液;
然后加入硅源,晶化,干燥,焙烧,即得β分子筛。
进一步地,所述混合溶液中四乙基氢氧化铵的浓度为0.5-1.5g/ml;
N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的浓度为0.1-0.5g/ml;
铝源的浓度为0.03-0.06g/ml;
无机盐的浓度为0.01-0.03g/ml。
进一步地,向混合溶液中加入硅源后,硅源的浓度为0.1-0.5g/ml。
进一步地,加入硅源之前,先将混合溶液搅拌30-120min。
进一步地,加入硅源之后,搅拌6-24h再晶化;
晶化温度为120-140℃,时间为72-120h。
进一步地,所述干燥步骤是指向晶化后的溶液加入乙醇并离心,将沉淀在 80-100℃干燥2-5h;
所述焙烧的温度为500-600℃,时间4-6h,升温速率为2-5℃/min。
进一步地,所述硅源为粗孔硅胶、白碳黑和硅溶胶中的至少一种;
所述铝源为偏铝酸钠和/或硫酸铝;
所述无机盐为氯化钾。
本发明还提供了一种β分子筛负载过渡金属的制备方法,包括如下步骤:将上述的β分子筛的制备方法制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中浸渍,干燥,焙烧,即得。
进一步地,所述过渡金属的盐溶液中过渡金属的含量为5-10wt%;
所述过渡金属的盐为乙酸盐,柠檬酸盐,草酸盐和硝酸盐中的至少一种;
所述过渡金属为铁,锌和铜中的至少一种。
进一步地,干燥温度为60-80℃;
焙烧温度为300-400℃,时间为2-4h,升温速率为2-10℃/min;
所述浸渍为等体积浸渍。
本发明还提供了上述的β分子筛负载过渡金属的制备方法制得的β分子筛负载过渡金属在脱除硫化氢气体中的应用。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的β分子筛的制备方法,包括如下步骤:将铝源、无机盐、四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐溶于水中,得混合溶液;然后加入硅源,晶化,干燥,焙烧,即得β分子筛。通过同时添加四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐,并与其它组分相互配合,使得由该制备方法得到的β分子筛晶粒尺寸较小,具有较高的结晶度和较丰富的孔结构,而且孔道更加通畅;当该分子筛负载过渡金属并应用的脱除硫化氢气体时,可显著提高硫化氢选择性氧化的转化率以及分子筛负载过渡金属的稳定性。
2.本发明提供的β分子筛的制备方法,通过限定混合溶液中各组分的浓度,可进一步降低制得的β分子筛晶粒尺寸,提高β分子筛的结晶度和孔结构,进而进一步地提高以其作为载体的分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的转化率及其稳定性。
3.本发明提供的β分子筛的制备方法,通过在加入硅源之前,先将混合溶液搅拌30-120min,可进一步提高β分子筛的孔结构及以其作为载体的分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的转化率及其稳定性。
4.本发明提供的β分子筛的制备方法,通过在晶化之前搅拌6-24h,并对晶化的温度和时间进行限定,可进一步地提高β分子筛的结晶度及以其作为载体的分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的转化率以及分子筛负载过渡金属的稳定性。
5.本发明提供的β分子筛的制备方法,通过限定焙烧的温度、时间以及升温速率,可进一步提高β分子筛的孔结构及以其作为载体的分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的转化率以及分子筛负载过渡金属的稳定性。
6.本发明提供的β分子筛的制备方法,通过限定干燥的温度和时间,可进一步丰富β分子筛的孔结构。
7.本发明提供的β分子筛负载过渡金属的制备方法,通过采用上述的β分子筛作为载体,可显著提高制得的β分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的转化率、β分子筛负载过渡金属的稳定性和选择性;而且对过程气中的水蒸气不敏感。
8.本发明提供的β分子筛负载过渡金属的制备方法,通过对过渡金属的盐溶液中过渡金属的含量以及过渡金属及其盐的种类进行限定,可进一步提高制得的β分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的转化率以及β分子筛负载过渡金属的稳定性。
9.本发明提供的β分子筛负载过渡金属的制备方法,通过采用等体积浸渍,并对干燥,焙烧的温度、时间和升温速率进行限定,可进一步提高制得的β分子筛负载过渡金属在硫化氢选择性氧化的选择性、转化率以及β分子筛负载过渡金属的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例4-7制得的β分子筛负载过渡金属的XRD谱图;
图2是本发明实施例4-7制得的β分子筛负载过渡金属的N2吸脱附曲线;
图3是本发明实施例4-7制得的β分子筛负载过渡金属的孔径分布谱图;
图4是本发明实施例4-7制得的β分子筛负载过渡金属在室温下H2S吸附性能曲线。
附图标记:
附图中的数字标记分别与相应的实施例相对应,4-代表实施例4,5-代表实施例5,6-代表实施例6,7-代表实施例7。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明技术方案中的涉及到的所有原料采用市售产品或现有的合成方法制得的都能够满足本发明技术方案的实施,但是,为便于各实施例和对比例的对比,均采用以下方法制备得到的N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐。
将溴代十六烷和四甲基乙二胺在85℃下水浴回流反应22h,用丙酮和异丙醇的混合溶液重结晶,即得所述N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐。其中,溴代十六烷与四甲基乙二胺摩尔比值为2.1:1;丙酮和异丙醇的体积比为1:1。
实施例1
本实施例提供一种β分子筛,其制备方法如下:
将偏铝酸钠、氯化钾、四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2- 二溴化乙二铵盐溶于去离子水中,得混合溶液;
将混合溶液搅拌60min后加入白碳黑并继续搅拌12h,然后转入聚四氟乙烯反应釜内于140℃晶化72h,加入乙醇离心,将离心得到的沉淀在80℃干燥 2h后,以5℃/min的升温速率升至500℃焙烧5h,得β分子筛。
其中,所得混合溶液中四乙基氢氧化铵的浓度为1.0g/ml;N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的浓度为0.3g/ml;偏铝酸钠的浓度为 0.04g/ml;氯化钾的浓度为0.015g/ml;加入白碳黑后白碳黑的浓度为0.3g/ml。
实施例2
本实施例提供一种β分子筛,其制备方法如下:
将偏铝酸钠、硫酸铝、氯化钾、四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐溶于去离子水中,得混合溶液;
将混合溶液搅拌120min后加入粗孔硅胶并继续搅拌6h,然后转入聚四氟乙烯反应釜内于120℃晶化100h,加入乙醇离心,将离心得到的沉淀在 100℃干燥4h后,以2℃/min的升温速率升至600℃焙烧4h,得β分子筛。
其中,所得混合溶液中四乙基氢氧化铵的浓度为0.5g/ml;N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的浓度为0.5g/ml;偏铝酸钠的浓度为 0.02g/ml;硫酸铝的浓度为0.01g/ml;氯化钾的浓度为0.03g/ml;加入粗孔硅胶后粗孔硅胶的浓度为0.5g/ml。
实施例3
本实施例提供一种β分子筛,其制备方法如下:
将硫酸铝、氯化钾、四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐溶于去离子水中,得混合溶液;
将混合溶液搅拌30min后加入硅溶胶和白炭黑并继续搅拌24h,然后转入聚四氟乙烯反应釜内于130℃晶化120h,加入乙醇离心,将离心得到的沉淀在90℃干燥5h后,以3℃/min的升温速率升至550℃焙烧6h,得β分子筛。
其中,所得混合溶液中四乙基氢氧化铵的浓度为1.5g/ml;N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的浓度为0.1g/ml;硫酸铝的浓度为0.06g/ml;氯化钾的浓度为0.01g/ml;加入硅溶胶和白炭黑后硅溶胶的浓度为0.04g/ml;白炭黑的浓度为0.06g/ml。
实施例4
本实施例提供一种β分子筛负载过渡金属,其制备方法如下:
将实施例1制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中等体积浸渍,然后在 70℃干燥2h,之后以5℃/min速率升温至300℃焙烧2h;即得。
所述过渡金属的盐溶液为硝酸铁溶液,其中铁的含量为5wt%。
实施例5
本实施例提供一种β分子筛负载过渡金属,其制备方法如下:
将实施例1制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中等体积浸渍,然后在60℃干燥2h,之后以2℃/min速率升温至400℃焙烧3h;即得。
所述过渡金属的盐溶液为乙酸锌和柠檬酸铜的混合溶液,其中铁和锌的含量分别为5wt%和5wt%。
实施例6
本实施例提供一种β分子筛负载过渡金属,其制备方法如下:
将实施例2制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中等体积浸渍,然后在 80℃干燥2h,之后以10℃/min速率升温至350℃焙烧2h;即得。
所述过渡金属的盐溶液为草酸铜溶液,其中铜的含量为7wt%。
实施例7
本实施例提供一种β分子筛负载过渡金属,其制备方法如下:
将实施例3制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中等体积浸渍,然后在 70℃干燥2h,之后以6℃/min速率升温至300℃焙烧4h;即得。
所述过渡金属的盐溶液为乙酸铁和硝酸锌的混合溶液,其中铁和锌的含量分别为5wt%和4wt%。
对比例1
本对比例提供一种β分子筛,其制备方法如下:
将偏铝酸钠、氯化钾和四乙基氢氧化铵溶于去离子水中,得混合溶液;
将混合溶液搅拌60min后加入白碳黑并继续搅拌12h,然后转入聚四氟乙烯反应釜内于140℃晶化72h,加入乙醇离心,将离心得到的沉淀在80℃干燥 2h后,以5℃/min的升温速率升至500℃焙烧5h,得β分子筛。
其中,所得混合溶液中四乙基氢氧化铵的浓度为1.0g/ml;偏铝酸钠的浓度为0.04g/ml;氯化钾的浓度为0.015g/ml;加入白碳黑后白碳黑的浓度为0.3g/ml。
对比例2
本对比例提供一种β分子筛,其制备方法如下:
将偏铝酸钠、氯化钾和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐溶于去离子水中,得混合溶液;
将混合溶液搅拌60min后加入白碳黑并继续搅拌12h,然后转入聚四氟乙烯反应釜内于140℃晶化72h,加入乙醇离心,将离心得到的沉淀在80℃干燥 2h后,以5℃/min的升温速率升至500℃焙烧5h,得β分子筛。
其中,所得混合溶液中N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的浓度为0.3g/ml;偏铝酸钠的浓度为0.04g/ml;氯化钾的浓度为0.015g/ml;加入白碳黑后白碳黑的浓度为0.3g/ml。
对比例3
本对比例提供一种β分子筛负载过渡金属,其制备方法如下:
将对比例1制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中等体积浸渍,然后在 70℃干燥2h,之后以5℃/min速率升温至300℃焙烧2h;即得。
所述过渡金属的盐溶液为硝酸铁溶液,其中铁的含量为5wt%。
对比例4
本对比例提供一种β分子筛负载过渡金属,其制备方法如下:
将对比例2制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中等体积浸渍,然后在 70℃干燥2h,之后以5℃/min速率升温至300℃焙烧2h;即得。
所述过渡金属的盐溶液为硝酸铁溶液,其中铁的含量为5wt%。
实验例1
将实施例4-7制得的β分子筛负载过渡金属分别进行XRD、孔径分布和吸附性能测试,其中XRD采用荷兰PANalytical生产的型号X'Pert3 Powder型粉末衍射仪进行测试,具体测试方法为:
X射线源为Cu靶,Kα入射波长为0.15418nm,石墨单色器,工作电压为 40kV,工作电流为40mA,扫描速率为0.20s/step,步长为0.013°/step,扫描范围为20-80°。
比表面积及孔径分布性能采用美国Micrometric公司的ASAP 2020M物理吸附仪进行测试;具体测试方法为:
将过筛后40–60目的β分子筛负载过渡金属称取0.1g,在160℃高真空下脱气12h处理,以高纯N2为吸附质,在液氮温度下(-196℃)测试得到低温N2吸脱附等温线,并得到催化剂比表面积以及孔径分布。
H2S的吸附性能采用南通市飞宇石油科技开发有限公司生产的H2S吸收罐和缓冲罐,具体测试方法为:
测试之前先对催化剂进行干燥处理,即在真空干燥箱中150℃烘干过夜,以除去催化剂中的水分和气体。然后将干燥后的催化剂各取0.1g分别装入吸收罐内,旋紧吸收罐后将缓冲罐与吸收罐转移至恒温(20℃)水浴锅中,通过观察缓冲罐与吸附罐的压力数显表的压力变化以保证吸附罐内温度与体系温度一致。然后通过真空泵排出缓冲罐与吸附罐内空气,再充入氦气使釜内达到一定压力(1.5bar)进行检漏,并计算吸收罐内的自由体积。最后排出缓冲罐与吸收罐内的氦气,向缓冲罐内充入2.5bar H2S气体,并通过缓冲罐与吸收罐之间的针阀每隔两小时向吸收罐注入0.1bar H2S气体,并记录压力稳定后的压力数据。
各催化剂H2S气体吸附性能用以下指标来评价:
n(Pg)=ρg(P1,T)V1-ρg(P1',T)V1-ρg(Pg,T)(V2-w/ρy)
其中,吸附性能的测试温度为0℃;
V1、V2、w/ρy分别代表缓冲罐体积、吸收罐体积以及样品体积;
ρg(P1,T)代表测试温度为T时的初始缓冲罐H2S气体密度;
ρg(P1',T)代表测试温度为T,缓冲罐压力为P1'时缓冲罐中气体密度;
ρg(Pg,T)代表测试温度为T,吸收罐压力为Pg时H2S气体的密度。
由图1可知,XRD谱图中7.9°,21.5°,22.5°和33.14°均为β分子筛的特征峰,表明β分子筛已合成;且XRD谱图中没有显示出明显的金属特征衍射峰,表面合成得到β分子筛负载的金属组分分散性较高,没有发生团聚现象。
由图2和图3可知,本发明制得的负载过渡金属的β分子筛为具有丰富的微孔结构。
由图4可知,通过在0℃下分别对实施例4-7制得的β分子筛负载过渡金属进行H2S吸附测试,在0℃、相对压力为1.5bar条件下H2S的吸附量分别达到14.9mmol/g、10.1mmol/g、8.6mmol/g、5.9mmol/g,说明本发明提供的β分子筛负载过渡金属对酸性气体H2S具备优异的吸附能力。
实验例2
将实施例4-7及对比例3-4制得的β分子筛负载过渡金属分别进行催化性能的测试,测试结果见表1,具体测试方法为:
原料气组成为:0.5%H2S/0.25%O2,N2为平衡气;将各实施例和对比例制得的催化剂分别粉碎至20-40目,装填量均为0.2g;催化剂活性测试条件为:常压,原料气流速为20ml/min,空速为6000ml·g–1·h–1;测试温度为100–260℃,升温速率为5℃/min,每个温度点稳定60min。原料气和出料气中COS或H2S 的浓度均采用FL-GC9720气相色谱仪进行信号跟踪。
硫化氢转化率H2S%,选择性SS%和硫产率S%的计算公式如下:
硫化氢转化率H2S%=原料气中H2S的质量-出料气中H2S的质量)/原料气中 H2S的质量×100%;
选择性SS%=原料气中H2S的质量-出料气中H2S的质量-出料气中SO2的质量)/(原料气中H2S的质量-出料气中H2S的质量)×100%;
硫产率S%=(硫化氢转化率H2S%)/(选择性SS%)。
表1测试结果
由上表中的数据可知,本发明制得的β分子筛负载过渡金属随着温度升高,硫化氢的转化率显著上升,且在不同温度下具备良好得硫化氢转化率以及选择性;说明本发明提供的β分子筛负载过渡金属具有很好的硫化氢选择性氧化的转化率及稳定性。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种β分子筛的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将铝源、无机盐、四乙基氢氧化铵和N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐溶于水中,得混合溶液;
然后加入硅源,晶化,干燥,焙烧,即得β分子筛。
2.根据权利要求1所述的β分子筛的制备方法,其特征在于,所述混合溶液中四乙基氢氧化铵的浓度为0.5-1.5g/ml;
N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的浓度为0.1-0.5g/ml;
铝源的浓度为0.03-0.06g/ml;
无机盐的浓度为0.01-0.03g/ml。
3.根据权利要求1或2所述的β分子筛的制备方法,其特征在于,向混合溶液中加入硅源后,硅源的浓度为0.1-0.5g/ml。
4.根据权利要求1-3任一项所述的β分子筛的制备方法,其特征在于,加入硅源之前,先将混合溶液搅拌30-120min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的β分子筛的制备方法,其特征在于,加入硅源之后,搅拌6-24h再晶化;
晶化温度为120-140℃,时间为72-120h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的β分子筛的制备方法,其特征在于,所述干燥步骤是指向晶化后的溶液加入乙醇并离心,将沉淀在80-100℃干燥2-5h;
所述焙烧的温度为500-600℃,时间4-6h,升温速率为2-5℃/min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的β分子筛的制备方法,其特征在于,所述硅源为粗孔硅胶、白碳黑和硅溶胶中的至少一种;
所述铝源为偏铝酸钠和/或硫酸铝;
所述无机盐为氯化钾。
8.一种β分子筛负载过渡金属的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将权利要求1-7任一项所述的β分子筛的制备方法制得的β分子筛放于过渡金属的盐溶液中浸渍,干燥,焙烧,即得。
9.根据权利要求8所述的β分子筛负载过渡金属的制备方法,其特征在于,所述过渡金属的盐溶液中过渡金属的含量为5-10wt%;
所述过渡金属的盐为乙酸盐,柠檬酸盐,草酸盐和硝酸盐中的至少一种;
所述过渡金属为铁,锌和铜中的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述的β分子筛负载过渡金属的制备方法,其特征在于,干燥温度为60-80℃;
焙烧温度为300-400℃,时间为2-4h,升温速率为2-10℃/min;
所述浸渍为等体积浸渍。
11.权利要求8-10任一项所述的β分子筛负载过渡金属的制备方法制得的β分子筛负载过渡金属在脱除硫化氢气体中的应用。
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CN104383962A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-04 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 高效催化燃烧碳烟颗粒的非贵金属负载型多级孔沸石分子筛催化剂及其制备方法和应用 |
CN105618106A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-01 | 南京工业大学 | 一种苯胺缩合制二苯胺的多级孔Hβ分子筛催化剂及其制备方法和应用 |
CN109678177A (zh) * | 2019-01-06 | 2019-04-26 | 福州大学 | 一种高硅铝比梯级孔Beta分子筛的制备方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103691481A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种负载型多级孔Beta分子筛催化剂及其制备方法和应用 |
CN104383962A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-04 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 高效催化燃烧碳烟颗粒的非贵金属负载型多级孔沸石分子筛催化剂及其制备方法和应用 |
CN105618106A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-01 | 南京工业大学 | 一种苯胺缩合制二苯胺的多级孔Hβ分子筛催化剂及其制备方法和应用 |
CN109678177A (zh) * | 2019-01-06 | 2019-04-26 | 福州大学 | 一种高硅铝比梯级孔Beta分子筛的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
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洪玉等: "N,N"-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的合成及黏度行为", 《精细化工》 * |
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