一种SSZ-39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法技术

本发明专利技术属于催化材料技术领域，公开了一种SSZ

【技术实现步骤摘要】
一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种工业催化材料及其制备方法，尤其涉及一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法，属于催化材料


技术介绍

[0002]纳米金属催化材料由于具有较高的催化活性和选择性，被广泛应用于二氧化碳转化、烷烃脱氢、汽车尾气转化、甲烷重整和电催化析氢等反应中，然而，纳米金属颗粒的表面能较高，在催化反应过程中，特别是高温催化反应中，纳米金属颗粒难以维持原有的结构和形貌，易发生团聚与烧结，从而导致催化材料的快速失活。因此，如何创新催化剂制备方法，探索稳定纳米金属活性物种的新技术，在提高纳米金属颗粒催化材料催化活性的同时，抑制纳米金属颗粒在反应过程中的团聚、烧结，对纳米金属催化材料的制备就显得十分重要和紧迫。分子筛具有丰富的孔道结构、大的比表面积和可调的表面酸碱性，被广泛用作纳米金属催化材料的载体。分子筛丰富的孔道结构对金属颗粒具有限域效应，避免金属颗粒在高温过程中的烧结和流失，提高金属催化剂稳定性。分子筛中规整的孔道结构具有良好的择形选择性，可以在催化反应过程中分别进行反应物、中间体和产物择形，从而提高催化反应的选择性。分子筛良好的三维孔道结构有利于催化反应过程中物质与热量的传递和扩散，提高催化反应速率。
[0003]目前分子筛限域纳米金属催化剂的技术有很多，中国专利CN201910039471.6公开了一种先采用液态离子交换法方法将Cu物种引入Y型分子筛，然后通过转晶法将Cur/>‑
Y分子筛转变为Cu
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SSZ
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13分子筛，从而制备得SSZ
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13分子筛负载Cu纳米颗粒的方法，但在转晶过程中Cu纳米颗粒容易流失，且Cu纳米颗粒在SSZ
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13分子筛中的分布位置缺乏有效调控；中国专利CN202011528362.X公开了一种方钠石分子筛浸渍负载Pd金属以及M金属前驱体，然后将其与硅铝溶胶溶液混合后二次晶化制备方钠石分子筛封装有PdM纳米合金颗粒的方法，该方法缺乏对双金属在分子筛分布位置的调控，且双金属活性中心容易团聚流失、稳定性较差。中国专利CN202210510133.8公开了一种分子筛封装的核壳催化剂及其制备方法，其是先制备SSZ
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39分子筛载体，再进行金属负载，最终获得的SSZ
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39催化剂材料为分散的立方体，并且存在SSZ
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39分子筛封装金属催化材料的晶化时间长，无法调控SSZ
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39分子筛封装金属催化材料形貌等问题。因此，开发用于高效吸附分离、石油化工、精细化学品生产等领域的分子筛可控封装金属纳米催化材料具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是，针对上述情况，本专利技术提供一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法，该法实现了活性金属在SSZ
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39分子筛的“梨形”超笼中的同步封装，获得了类球状初级凝胶在高温高压过程中在不同位置同时转晶形成立方体堆积的均匀小球形状的催化材料。
[0005]同时，本专利技术提供一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法获得
的SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料。
[0006]同时，本专利技术提供一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料在二氧化碳转化与脱硝反应中作为催化剂的应用。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1）室温下，将铝源、铵源、酸源、去离子水加入反应釜中，30～90℃搅拌5～12h，过滤、洗涤、干燥后，在400～600℃下焙烧3～10 h，降至室温，再将焙烧后的样品在300～500℃下的水蒸气中焙烧6～24h、降至室温，得铝源中间体；再将铝源中间体、铵源、酸源、去离子水加入反应釜中，30～90℃搅拌5～12h，过滤、洗涤、干燥后，在400～600℃下焙烧3～10 h，降至室温，得改性铝源；步骤2）室温下，将硅源、胺类有机物、去离子水加入到反应釜中，30～50℃搅拌12～36h，降至室温，得改性硅源；步骤3）室温下，将金属源、有机配体、乙醇、去离子水加入反应釜中，30～50℃微波水热反应0.5～3h，降至室温，得活性组分前驱体；步骤4）室温下，将步骤1）制得的改性铝源、步骤2）制得的改性硅源、步骤3）制得的活性组分前驱体、碱源、去离子水加入反应釜中，搅拌1～5 h后，得到初级凝胶；将初级凝胶在130～200℃晶化反应0.5~2d，过滤，洗涤，在80~180℃干燥12~24h后，在450～650℃下焙烧3～10 h，降至室温，得SSZ
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39分子筛封装金属催化材料。
[0008]进一步地，步骤1)中，去离子水：铵源：酸源：铝源的质量比为5～25：0.2～0.5：0.5~5：1；去离子水：铵源：酸源：铝源中间体的质量比为5～25：0.2～0.5：0.5~5：1；步骤2)中，去离子水：胺类有机物：硅源的质量比为1～10：0.5～5：1；步骤3)中，去离子水：乙醇：有机配体：金属源的质量比为10~50：10~50：1~5：1；步骤4)中，去离子水：改性硅源：碱源：活性组分前驱体：改性铝源的质量比为500~1500：25~80：5~25：0.01~10：1。
[0009]进一步地，步骤1）中所述的铝源为FAU分子筛或拟薄水铝石；所述的铵源为硫酸铵或氯化十二烷基二甲基苄基铵，所述的酸源为硫酸或醋酸；所述的干燥的条件均为60～120℃干燥12～24h。
[0010]进一步地，步骤2）中，硅源为硅溶胶或气相二氧化硅；胺类有机物为N,N
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二甲基
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3,5
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二甲基氢氧化哌啶或苯胺。
[0011]进一步地，步骤3）中，所述的金属源为醋酸铜或硝酸镍；有机配体为三乙烯四胺或哌啶；微波水热反应的微波功率为400～800W。
[0012]进一步地，步骤4）中，所述的碱源为四甲基氢氧化铵或乙二胺。
[0013]进一步地，步骤4）中，所述的SSZ
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39分子筛封装金属催化材料，以SSZ
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39分子筛为载体，以铜或镍金属为活性组分；该催化材料由边长为0.3~0.5μm，高为0.05~0.1μm的立方体组装成的1~2μm的小球，以该催化材料总质量计，活性组分的质量百分比为0.01～10wt%，余量为SSZ
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39分子筛，其中SiO2/Al2O3的摩尔比为（8～30）：1，催化材料中不含Na。
[0014]本专利技术的SSZ
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39分子筛封装金属催化材料是改性硅源、改性铝源、活性组分前驱体、碱源、去离子水通过水热反应制得；改性硅源通过胺类有机物对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SSZ
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39分子筛形貌可控封装金属催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，改性铝源的制备：室温下，按照1：（0.2～0.5）：（0.5~5）：（5～25）的质量比将铝源、铵源、酸源和去离子水加入反应釜中，30～90℃搅拌5～12h，过滤、洗涤、干燥后，在400～600℃下焙烧3～10h，降至室温，再将焙烧后的样品在300～500℃下的水蒸气中焙烧6～24h、降至室温，得铝源中间体；再按照1：（0.2～0.5）：（0.5~5）：（5～25）的质量比将铝源中间体、铵源、酸源和去离子水加入反应釜中，30～90℃搅拌5～12h，过滤、洗涤、干燥后，在400～600℃下焙烧3～10 h，降至室温，得改性铝源；步骤2，改性硅源的制备：室温下，按照1：（0.5～5）：（1～10）的质量比将硅源、胺类有机物和去离子水加入到反应釜中，30～50℃搅拌12～36h，降至室温，得改性硅源；步骤3，活性组分前驱体的制备：室温下，按照1：（1~5）：（10~50）：（10~50）的质量比将金属源、有机配体、乙醇和去离子水加入反应釜中，30～50℃微波水热反应0.5～3h，降至室温，得活性组分前驱体；步骤4，室温下，按照1：（25~80）：（0.01~10）：（5~25）：（500~1500）的质量比将步骤1制得的改性铝源、步骤2制得的改性硅源、步骤3制得的活性组分前驱体、碱源和去离子水加入反应釜中，搅拌1～5h后，得到初级凝胶；将初级凝胶在130～200℃晶化反应0.5~2d，过滤，洗涤，在80~180℃干燥12~24h后，在450～650℃下焙烧3～10h，降至室温，得SSZ
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【专利技术属性】
技术研发人员：鲍杰华，钱勇，周钰明，薛谊，徐强，
申请(专利权)人：南京国星生物技术研究院有限公司南京谊明新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：