研究背景与技术现状态

AEI分子筛材料技术研究

——NH3-SCR应用

SSZ-39 分子筛是一种具有 AEI 拓扑结构的铝硅酸盐分子筛，具有 8MRs 三维微孔，孔径大小为 3.8×3.8Å。1991 年，Zones 等最先在磷酸铝分子筛 AlPO-18 和 SAPO-18 分子筛中发现了 AEI 拓扑构型。在AEI 结构中，双六元环（D6R）以相同的排列方式由四元环连接形成链，通过 D6R 链的连接实现平面的延展，进而将这些平面沿着 c 轴堆叠，进行 180°旋转，形成不对称的梨状笼立体结构。相较于孔径较大的 ZSM-5 分子筛(0.55nm)和 Beta 分子筛(0.68nm），SSZ-39 分子筛拥有较小的孔径（0.38nm)。得益于其独特的梨状笼结构，SSZ-39 分子筛对 N2 具有良好的选择性。目前工业规模生产的小孔 SSZ-13 分子筛（0.38nm)具有高水热稳定性和良好的 N2选择性，负载铜(Cu)后成为满足国 VI 排放标准下柴油车脱硝应用的理想选择之一。Cu 作为活性中心，其数量与分子筛骨架中的铝(Al)原子数量一致，Cu 物种的分布受到分子筛骨架结构的显著影响。然而近年来研究发现与 SSZ-13 分子筛相比，SSZ-39 分子筛在骨架的六元环(6MR)附近拥有更稳定的成对 Al 位点，为更多的 Cu2+ -2Z 活性物质提供了结合位点。得益于这些稳定的 Cu2+ -2Z 阳离子，SSZ-39 分子筛在苛刻的水热条件下也能有效抑制 CuOx 物种的生成。此外，SSZ-39分子筛拥有比 SSZ-13 分子筛更为曲折的孔道结构，有助于防止孤立的 Al(OH)3 从孔隙中分离脱出骨架。正是这些结构优势，使得 Cu-SSZ-39 作为 NH3-SCR 催化剂，在反应性和水热稳定性方面均优于 Cu-SSZ-13，展现出卓越的 NOx 转化效率。