Please wait a minute...
图/表 详细信息
L沸石晶间转化快速合成SSZ-13沸石及其中空结构形成机理
张宗洋, 李玉平, 张若茜, 刘宇峰, 陈泽, 韩丽娜, 韩培德
高等学校化学学报    2023, 44 (10): 20230034-.   DOI:10.7503/cjcu20230034
摘要   (661 HTML17 PDF(pc) (7811KB)(351)  

N,N,N-三甲基-1-金刚烷胺氢氧化物(TMAdaOH)为有机模板, 在180 ℃晶化温度下, 通过补加硅源, 以低硅铝比L沸石直接转晶合成SSZ-13分子筛. 采用XRD, FTIR, SEM, N2吸附-脱附和HRTEM等表征手段对晶化过程进行了跟踪, 发现180 ℃高温下晶化4.5 h即可获得高结晶度的SSZ-13沸石; 且在该实验条件下, 晶化过程中晶粒出现了中空现象. 进一步结合SEM-EDS表征结果对中空现象的形成机理进行了研究, 发现主要是由于在低硅L沸石缓慢降解和SSZ-13快速成核和生长过程中, 存在晶粒中间部位较边缘硅铝比高的现象, 即晶粒硅铝比分布不均匀. 随着晶化时间的延长, 富硅的晶核会在碱液作用下选择性脱硅, 从而产生中空现象. 最后对合成的中空样品进行铜离子交换, 测试其对NO x 的NH3选择性催化还原反应的催化性能, 并结合NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和H2程序升温还原(H2-TPR)表征对催化结果进行了分析.



View image in article
Fig.9 NO conversion(A) and N2 selectivity and N2O yield(B)over Cu⁃SSZ⁃13⁃6 h and Cu⁃SSZ⁃13⁃8 h
Reaction conditions: 0.05%(volume fraction) of NH3, 0.05%(volume fraction) of NO, 10% O2 and balanced by Ar, total gas flow rate 200 mL/min, GHSV=8×104 h‒1. 1 ppm=1 μL/L.
正文中引用本图/表的段落
图9为经过Cu2+离子交换制得的Cu-SSZ-13-6 h[Cu含量(质量分数)为2.41%, Cu/Al比(摩尔比)为0.53]和Cu-SSZ-13-8 h(Cu含量为2.63%, Cu/Al比为0.54)样品的NH3-SCR催化活性[图9(A)]与N2和 N2O选择性结果[图9(B)]. 可见, Cu-SSZ-13-6 h与Cu-SSZ-13-8 h两个样品在整个测试温度范围(100~750 ℃)内, 对NO x 脱除反应均呈现良好的催化活性. 与Cu-SSZ-13-6 h相比, Cu-SSZ-13-8 h当温度升至320 ℃时, 转化效率达到95%以上, 当温度高达620 ℃时, NO的转化效率依然维持在100%, 具有轻微提高的低温活性和更宽的催化活性温度窗口(320~620 ℃), 且Cu-SSZ-13-8 h的抗水热老化性能也略优于Cu-SSZ-13-6 h样品(图S3, 见本文支持信息). 其良好的催化性能及较宽的催化活性窗口可能与随中空现象的加剧, 沸石骨架中铝的落位及铜物种形式变化有关, 同时可能与活性位点的利用率提高也有关系[36]. 此外, 两个样品的N2选择性均大于90%, N2O选择性小于15%, 说明高温下L沸石晶间转化合成的SSZ-13分子筛具有良好的NH3-SCR催化活性和较宽温度范围内的高活性和选择性.
本文的其它图/表