过渡金属改性SAPO-34小孔分子筛在NH3-SCR脱硝中的应用(4)
1.3 移动源脱硝催化剂特征
移动源催化剂是在非稳态条件下工作的，工况，运行环境，燃油等影响其性能和使用寿命[19]。主要表现为一下几点：
1.3.1 柴油机排气温度的影响
柴油机排气温度随工况、环境变化较大。温度变化幅度有时达到600-700℃，而催化剂的转化效率仅在某一温度范围内才有最好的催化效果。移动源催化剂要求在较低温度（200℃）和较高温度（650℃）都有好的净化尾气效率。因此要有低的起燃温度和高的耐热温度[19]。
1.3.2 柴油机排放量和组成影响
柴油机的尾气排放量和组成是随工况的变化而改变的[20]。低速时排放量最少，CO、HC含量高，NOX含量低；中速和高速时排放量大，CO、HC含量低，NOX含量高；加速NOX含量增加，减速CO、HC含量增加，NOX的排放量几乎为零。柴油机的这种排放特点对催化剂活性组分的组成要求优化搭配。该类催化剂还要承受在100000h-1以上的空速[21-22]。
1.3.3 柴油机运行环境的影响
柴油机在实际运行过程中由于所处外界环境和自身内在结构的原因而产生各种振动[23]。这种振动对催化转化器来讲，主要有外界和内界两种。内界振动是指柴油机排出的气体，在排气管中形成气流运动，振动催化转化器。并且柴油机出气体自身的温度和催化氧化反应形成的高温气流不断冲击催化剂。随着柴油机自身工况的变化，排除气体的流量和温度也随着产生很大的变化，要求催化转化器能承受热冲击。外界振动主要指柴油机受到外界环境影响而产生的机械振动。这两种振动都会导致活性组分与载体相脱离，催化剂被破坏，是催化剂性能失活[24]。
1.4 SAPO-34分子筛
活性组分确定后，选择载体是一个重要的问题，沸石分子筛具有的均匀分布微孔可对反应物分子产生高度的选择性，并且其具有广阔的内空间和巨大的比表面积，含金属的分子筛催化剂的比表面积可比载金属的氧化铝，硅胶或无定形的硅酸铝大出4倍左右，同时分子筛的制备工艺成熟，廉价易得，具有易操作和经济性等优势。以SAPO-34分子筛为基础的NOX选择性催化还原体系具有明显的优越性[25]。
1.4.1 SAPO-34分子筛的结构
SAPO-34分子筛晶体结构是菱沸石型，即是CHA型结构如图1-1所示。具有八元环与四元环构成的椭球型的笼，笼与笼之间是由吹冰棱柱相互连接。孔道是三文的结构，孔径为0.43nm，饱和水孔体积为0.3cm3•g-1,SAPO-34分子筛空间对称群是R3m，因此是三方晶系小孔沸石[26-27]。
图 1-1 SAPO-34分子筛的骨架拓扑结构图
1.4.2 SAPO-34分子筛的合成方法以及合成条件
合成SAPO-34分子筛的原料有：去离子水、铝源、磷源、硅源和模板剂。一般硅源可采用活性二氧化硅、正硅酸酯和硅溶胶；铝源可采用异丙醇铝、拟薄水铝石和活性氧化铝；磷源通常用正磷酸；模板剂用斯以及氢氧化铵、三乙胺、二
乙胺等。一般采用水热合成法，具体步骤如下[28-29]：
① 制备晶化混合物：按一定比例关系称取相应的去离子水、铝源、磷源、硅源和模板剂，且按一定顺序把各种原料混合，充分搅拌。
② 老化：把晶化混合物密封入内衬聚四氟乙烯套的晶化釜中，在室温下让其老化一段时间。
③ 晶化：将晶化釜在150-250℃，自身压力下恒温晶化一段时间，经过抽滤，并用乙醇和去离子水将产物洗涤致中性，在120℃的烘箱中烘干就得到SAPO-34分之筛催化剂的原粉。
④ 去除模板剂：把分之筛原粉在550℃马弗炉中煅烧一段时间，致把模板剂完全去除。