AFX沸石的製作方法

2023-06-01 03:34:06

發明背景

發明領域：

本發明涉及合成沸石的方法，和這樣的沸石作為處理燃燒廢氣的催化劑的用途。

相關領域說明：

沸石是具有由氧化鋁和二氧化矽籠構成的獨特晶格骨架的分子篩。國際沸石協會(iza)賦予每個獨特骨架類型以三字母代碼，例如mor、cha或bea。

沸石晶體的合成典型地包括在有機模板(也稱作結構導向劑或sda)存在下，在升高的溫度，使氧化鋁和二氧化矽反應數日。在晶化過程中，氧化鋁和二氧化矽結合(co-join)以在sda周圍形成結晶結構。反應物、反應條件和sda的種類全部影響所合成的骨架的類型。當發生足夠的晶化時，將晶體從母液中移出並乾燥。在晶體與母液分離後，將有機sda熱降解並從結晶結構中除去，因此留下多孔分子篩。

沸石可以作為催化劑，用於多種工業方法中，例如選擇性降低燃燒廢氣中的nox。幾種沸石例如沸石β和zsm-5已經被確認為對於這些類型的應用特別有用。具有afx骨架的沸石(本文中也稱作afx沸石)已經被確認為可用於烴裂化和重整。

常規afx沸石合成技術產生混合相產物——即具有兩種或更多骨架類型的沸石。對於催化反應來說，與純相沸石相比，混合相沸石經常不太令人期望。

技術實現要素：

申請人已經發現一種新的沸石合成技術和新形式的afx沸石。具體地，該afx沸石具有對於作為催化劑來選擇性催化還原(scr)貧燃發動機廢氣中的nox來說特別有用的二氧化矽與氧化鋁之比和結晶尺寸。

因此，提供了一種鋁矽酸鹽沸石，其包含至少約90％相純的afx骨架，二氧化矽與氧化鋁之比是約12-32，和優選平均晶體尺寸是約0.5-7μm。

還提供了一種製造具有afx骨架的鋁矽酸鹽沸石的方法，其以下包括步驟：在至少100℃的溫度，使包含二氧化矽源、選自銨型沸石和/或氫型沸石的氧化鋁源和結構導向劑的合成凝膠反應，直到形成afx沸石形式的晶體。

另外，提供了一種用於處理廢氣的催化劑，其包含負載有選自以下的金屬的純相鋁矽酸鹽afx沸石：v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、mo、ru、rh、pd、ag、w、re、os、ir、pt和au。

還提供了一種使用這樣的催化劑來處理廢氣的方法，例如通過選擇性還原nox，通過儲存nox，或者通過氧化co、烴和nh3中的一種或多種。這樣的催化劑優選負載於壁流式過濾器或蜂窩體流通式載體上。

附圖說明

圖1是根據本發明的純相afx沸石的xrd圖譜。

具體實施方式

本發明的afx沸石是純相的。作為此處使用的，術語「afx」指的是國際沸石協會(iza)結構委員會認可的afx骨架類型。術語「沸石」指的是具有主要由氧化鋁和二氧化矽結構部分組成的骨架的鋁矽酸鹽分子篩，因此不包括其他同形體例如sapo、alpo等。作為此處使用的，術語「純相」表示至少90％的沸石骨架是類型afx。在某些實施方案中，afx沸石含有至少95％，或者甚至至少97％的afx骨架。在某些實施方案中，afx分子篩基本上沒有其他結晶相，在某些實施方案中，它不是兩種或更多種骨架類型的共生體。除非另有規定，否則此處所用的全部組成百分比基於重量。

在某些實施方案中，afx沸石基本上沒有大孔骨架。在某些實施方案中，afx沸石基本上沒有中孔骨架。在某些實施方案中，afx沸石基本上沒有沸石y骨架。作為此處使用的，術語「基本上沒有」表示沸石包含小於1％的所述骨架雜質。作為此處使用的，術語「大孔」表示具有最大環尺寸是至少12個四面體原子的骨架，術語「小孔」表示具有最大環尺寸是至少8個四面體原子的骨架。

本發明的afx沸石的二氧化矽與氧化鋁之比(sar)是約12-約50，例如約15-20，約20-25，約25-30，約30-50，或者約40-50。sar基於合成的沸石晶體，並且沒有起始合成凝膠。沸石的二氧化矽與氧化鋁之比可以通過常規分析來測定。這個比率指的是儘可能接近地表示沸石晶體的硬質原子骨架中的比率，不包括粘結劑中或者通道內陽離子或其他形式的矽或鋁。因為在沸石與粘結劑材料，特別是氧化鋁粘結劑結合之後，會難以直接測量沸石的二氧化矽與氧化鋁之比，所以這些二氧化矽與氧化鋁之比以沸石本身的sar方面來表示，即在沸石與其他催化劑組分合併之前。

本發明的afx沸石晶體優選的平均晶體尺寸和/或d90晶體尺寸是約0.5-約7μm，例如約0.5-2.5μm，或者約2.5-5μm。晶體尺寸基於單個晶體(包括孿晶)，但是不包括晶體的聚集體。晶體尺寸是三維晶體的最長對角線的長度。直接測量晶體尺寸可以使用顯微學方法例如sem和tem來進行。例如，通過sem測量包括以高的放大倍率(典型地1000×到10000×)檢查材料的形態。sem方法可以通過將沸石粉末的代表性部分分配到合適的支架上，以使得單個顆粒沿著1000×到10000×放大倍率的視野合理地均勻鋪展。從這個群體，檢查無規的單個晶體的統計意義的樣品(例如50-200個)，並且測量和記錄單個晶體的最長對角線。(測量中不應當包括明顯大的多晶聚集體的顆粒。)基於這些測量，計算樣品晶體尺寸的算術平均值。

在某些實施方案中，將afx晶體研磨來調節組合物的粒度。在其他實施方案中，不研磨afx晶體。

本發明的afx沸石優選用有機sda例如1,3-雙(1-金剛烷基)咪唑鎓氫氧化物來製備。不管所用的sda如何，沸石合成優選沒有滷素例如氟。

sda、氧化鋁源、二氧化矽源和任選的鹼金屬例如鈉源像製備合成凝膠那樣混合。氧化鋁源包括銨型沸石和氫型沸石，例如nh4型沸石y和h型沸石y。優選地，鹼金屬源不是氧化鋁源(例如沒有na型沸石y)。二氧化矽源包括矽酸鈉。

合成凝膠優選具有以下組成比中的一種或多種：

sio2/al2o3＝約18-105

na2o/al2o3＝約7-23

sda2o/al2o3＝約1.5-18

h2o/al2o3＝約775-2845

oh-/sio2＝約0.3-0.65

在某些實施方案中，合成凝膠具有以下比率中的一個或多個：sio2/al2o3＝約18-105；sda2o/al2o3＝約1.5-18；oh-/sio2＝約0.6-0.65，或者約0.4-0.9。

將合成凝膠加熱到溫度大於100℃，例如約120-160℃，或者約140-150℃，經過足夠的時間來形成沸石晶體。水熱結晶方法典型地在壓力下進行，例如在高壓釜中，優選在自生壓力下進行。反應混合物可以在晶體形成過程中攪拌。反應時間典型地是約2-15天，例如7-10天。

為了改進對於afx的選擇性和/或縮短結晶過程，反應混合物可以用afx晶體作為種子。還可以允許afx晶體從反應混合物中自發地成核。

一旦形成了afx沸石晶體，則固體產物可以通過標準機械分離技術例如過濾來從母液中分離。回收的固體產物然後清洗和乾燥。晶體可以熱處理來除去sda，由此提供afx沸石產物。afx沸石晶體也可以煅燒。

afx沸石可以作為催化劑用於多種方法，例如處理燃燒廢氣、烴裂化和甲烷到烯烴的轉化(mto)，或者甲烷到甲醇的轉化。可處理廢氣包括貧燃燃燒所產生的那些，例如來自於柴油機、燃氣輪機、電廠、貧燃汽油機和燃燒替代燃料例如甲醇、cng等的發動機的廢氣。其他可處理廢氣包括富燃發動機例如汽油機所產生的那些。afx沸石也可以用於其他化學方法例如水處理和/或淨化。

對於上述方法，afx沸石優選用於非均相催化反應系統(即與氣體反應物接觸的固體催化劑)。為了提高接觸表面積、機械穩定性和/或流體流動特性，該催化劑可以位於大表面積基底之上和/或之內，例如多孔基底。在某些實施方案中，將含有催化劑的載體塗料(washcoat)施塗到惰性基底，例如波紋金屬板、粒料、流通式蜂窩體堇青石或at塊，或者蜂窩體壁流式過濾器。可選地，催化劑是與其他組分例如填料、粘結劑和增強劑一起捏合成可擠出的糊，其然後通過模頭擠出來形成蜂窩體塊。因此，在某些實施方案中，提供了催化劑製品，其包含塗覆於基底之上和/或引入其中的金屬促進的afx沸石催化劑。

根據本發明的afx沸石當與促進劑金屬組合使用時，促進劑金屬應當寬泛地解釋和具體地包括銅、鎳、鋅、鐵、鎢、鉬、鈷、鈦、鋯、錳、鉻、釩、鈮以及錫、鉍和銻；鉑族金屬例如釕、銠、鈀、銦、鉑和貴金屬例如金和銀。優選的過渡金屬是賤金屬，優選的賤金屬包括選自鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅及其混合物的那些。在一個優選的實施方案中，促進劑金屬中的至少一種是銅。其他優選的促進劑金屬包括鐵，特別是與銅相組合。用於轉化廢氣中的烴和選擇性還原nox的優選的金屬包括cu和fe。用於氧化co、烴和/或氨的特別有用的金屬是pt和pd。

用於與afx沸石組合的金屬優選是位於沸石材料之上和/或之內作為骨架外金屬的促進劑金屬。作為此處使用的，「骨架外金屬」是存在於分子篩內和/或分子篩表面的至少一部分之上的金屬，優選作為離子物質，不包括鋁，並且不包括構成分子篩骨架的原子。優選地，促進劑金屬的存在促進廢氣的處理，例如來自於柴油機的廢氣，包括例如nox還原、nh3氧化和nox儲存的方法。

在某些實施方案中，促進劑金屬在沸石材料中的存在濃度是基於沸石的總重量計約0.1-約10重量％(wt％)，例如約0.5wt％-約5wt％，約0.5-約1wt％，約1-約5wt％，約2.5wt％-約3.5wt％。對於使用銅、鐵或其組合的實施方案來說，這些過渡金屬在沸石材料中的濃度優選是約1-約5重量％，更優選約2.5-約3.5重量％。

在某些實施方案中，促進劑金屬以相對於沸石中的鋁(即骨架鋁)的一定量存在。作為此處使用的，促進劑金屬:鋁(m:al)之比基於相應的沸石中促進劑金屬與摩爾骨架al的相對摩爾量。在某些實施方案中，催化劑材料的m:al之比是約0.1-約1.0，優選約0.2-約0.5。約0.2-約0.5的m:al之比特別有用，其中m是銅，更具體地其中m是銅，沸石的sar是約20-25。

優選地，在合成過程中或之後引入cu，例如通過離子交換或浸漬。在一個例子中，金屬交換的沸石在離子銅混合物內合成。金屬交換的沸石然後可以清洗、乾燥和煅燒。

通常，將催化金屬陽離子離子交換到分子篩之內或之上可以在室溫或在至多約80℃的溫度在約7的ph進行約1-24小時的時間。形成的催化分子篩材料優選在約100-120℃乾燥一整夜，在至少約500℃的溫度煅燒。

在某些實施方案中，催化劑組合物包含至少一種促進劑金屬和至少一種鹼金屬或鹼土金屬的組合，其中過渡金屬和鹼金屬或鹼土金屬位於沸石材料之上或之內。鹼金屬或鹼土金屬可以選自鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇或其某種組合。作為此處所用的，短語「鹼金屬或鹼土金屬」不表示鹼金屬和鹼土金屬是擇一使用的，而是表示一種或多種鹼金屬可以單獨使用或者與一種或多種鹼土金屬組合使用，和一種或多種鹼土金屬可以單獨使用或者與一種或多種鹼金屬組合使用。在某些實施方案中，優選鹼金屬。在某些實施方案中，優選鹼土金屬。優選的鹼金屬或鹼土金屬包括鈣、鉀及其組合。在某些實施方案中，催化劑組合物基本上沒有鎂和/或鋇。在某些實施方案中，催化劑基本上沒有任何鹼金屬或鹼土金屬，除了鈣和鉀。在某些實施方案中，催化劑基本上沒有任何鹼金屬或鹼土金屬，除了鈣。在某些其他實施方案中，催化劑基本上沒有任何鹼金屬或鹼土金屬，除了鉀。作為此處使用的，涉及金屬的術語「基本上沒有」表示材料不具有可測出量的特定金屬。即，該特定金屬的存在量不影響材料的基本物理和/或化學性能，特別是涉及材料的選擇性還原或儲存nox的能力。

在某些實施方案中，沸石材料的合成後鹼金屬含量小於3重量％，更優選小於1重量％，甚至更優選小於0.1重量％。這裡，合成後鹼金屬含量指的是作為合成的結果，在沸石中存在的鹼金屬的量(即來源於起始材料的合金的鹼金屬)，不包括合成後添加的鹼金屬。在某些實施方案中，鹼金屬可以在合成後添加來與促進劑金屬組合發揮作用。

在某些實施方案中，本發明的金屬促進的沸石催化劑還包含相對大量的鈰(ce)。在某些實施方案中，催化劑材料中的鈰濃度以基於沸石總重量計至少約1重量％的濃度存在。優選的濃度的例子包括基於沸石總重量計至少約2.5重量％，至少約5重量％，至少約8重量％，至少約10重量％，約1.35-約13.5重量％，約2.7-約13.5重量％，約2.7-約8.1重量％，約2-約4重量％，約2-約9.5重量％，和約5-約9.5重量％。在某些實施方案中，催化劑材料中的鈰濃度是約50-約550g/ft3。ce的其他範圍包括：100g/ft3以上，200g/ft3以上，300g/ft3以上，400g/ft3以上，500g/ft3以上，約75-約350g/ft3，約100-約300g/ft3，和約100-約250g/ft3。

本發明的某些方面提供一種催化載體塗層(washcoat)。包含本文所述的afx催化劑的載體塗料優選是溶液、懸浮液或漿料。合適的塗層包括表面塗層，滲入基底的一部分的塗層，滲透基底的塗層，或者其某種組合。

通常，生產含有金屬促進的afx催化劑的擠出的實心體包括將afx沸石和促進劑金屬(分別或一起作為金屬交換的沸石)、粘結劑、任選的有機粘度增強化合物共混成均勻的糊，其然後添加粘結劑/基質組分或其前體和任選的一種或多種穩定的二氧化鈰，和無機纖維中。將共混物在混合或捏合設備或擠出機中壓實。混合物具有有機添加劑例如粘結劑、成孔劑、增塑劑、表面活性劑、潤滑劑、分散劑作為加工助劑來增強潤溼性和因此產生均勻批料。形成的塑性材料然後模製，特別是使用包括擠出模頭的擠出壓機或擠出機，並且將形成的模製件乾燥和煅燒。有機添加劑在擠出實心體煅燒過程中「燒除」。金屬促進的afx沸石催化劑也可以活性塗覆或者以其他方式施塗到擠出實心體作為一個或多個子層，其存在於表面上或者完全或部分滲入擠出實心體內)。可選地，金屬促進的afx沸石可以在擠出之前添加到糊中。

含有本發明的金屬促進的afx沸石的擠出實心體通常包含蜂窩體形式的單一結構，其具有從其第一端延伸到第二端的均勻尺寸和平行的通道。限定通道的通道壁是多孔的。典型地，外「皮」包圍著擠出實心體的多個通道。擠出實心體可以由任何所需的橫截面形成，例如圓形、正方形或橢圓形。多個通道中的單個通道可以是正方形、三角形、六邊形、圓形等。在第一上遊端處的通道可以例如用合適的陶瓷水泥來封閉，並且在第一上遊端處未封閉的通道也可以在第二下遊端處封閉來形成壁流式過濾器。典型地，在第一上遊端處的封閉通道的布置類似於棋盤，其具有封閉的和開放的下遊通道端的類似布置。

粘結劑/基質組分優選選自堇青石、氮化物、碳化物、硼化物、金屬間化合物、鋁矽酸鋰、尖晶石、任選摻雜的氧化鋁、二氧化矽源、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化鈦-氧化鋯、鋯石及其任意兩種或更多種的混合物。糊可以任選地含有選自以下的增強無機纖維：碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、二氧化矽纖維、二氧化矽-氧化鋁纖維、碳化矽纖維、鈦酸鉀纖維、硼酸鋁纖維和陶瓷纖維。

氧化鋁粘結劑/基質組分優選是γ氧化鋁，但是可以是任何其他過渡氧化鋁，即α氧化鋁、β氧化鋁、χ氧化鋁、η氧化鋁、ρ氧化鋁、k氧化鋁、θ氧化鋁、δ氧化鋁、鑭β氧化鋁和這些過渡氧化鋁的任意兩種或更多種的混合物。優選氧化鋁用至少一種非鋁元素摻雜，來增加氧化鋁的熱穩定性。合適的氧化鋁摻雜劑包括矽、鋯、鋇、鑭系元素及其任意兩種或更多種的混合物。合適的鑭系元素摻雜劑包括la、ce、nd、pr、gd及其任意兩種或更多種的混合物。

二氧化矽源可以包括矽溶膠、石英、石英玻璃或無定形二氧化矽、矽酸鈉、無定形鋁矽酸鹽、烷氧基矽烷、有機矽樹脂粘結劑例如甲基苯基有機矽樹脂、粘土、滑石或其任意兩種或更多種的混合物。在這個列表中，二氧化矽可以是原樣sio2、長石、莫來石、二氧化矽-氧化鋁、二氧化矽-氧化鎂、二氧化矽-氧化鋯、二氧化矽-氧化釷、二氧化矽-氧化鈹、二氧化矽-二氧化鈦、三元二氧化矽-氧化鋁-氧化鋯、三元二氧化矽-氧化鋁-氧化鎂、三元二氧化矽-氧化鎂-氧化鋯、三元二氧化矽-氧化鋁-氧化釷及其任意兩種或更多種的混合物。

優選地，金屬促進的afx沸石遍布分散在整個擠出催化劑體中，優選均勻遍布。

在任何上述擠出實心體製成壁流式過濾器的情況中，壁流式過濾器的孔隙率可以是30-80％，例如40-70％。孔隙率和孔體積和孔徑可以例如使用壓汞孔隙率法來測量。

本文所述的金屬促進的afx催化劑可以促進還原劑，優選氨與氮氧化物的反應，來選擇性形成單質氮(n2)和水(h2o)。因此，在一個實施方案中，催化劑可以配製來促進氮氧化物用還原劑(即scr催化劑)的還原。這種還原劑的例子包括烴(例如c3-c6烴)和含氮還原劑例如氨和氨肼或任何合適的氨前體，例如尿素((nh2)2co)、碳酸銨、氨基甲酸銨、碳酸氫銨或者甲酸銨。

本文所述的金屬促進的afx催化劑還會促進氨的氧化。因此，在另一實施方案中，催化劑可以配製來促進氨用氧的氧化，特別是通常在scr催化劑下遊遇到的氨濃度(例如，氨氧化(amox)催化劑如氨洩漏催化劑(asc))。在某些實施方案中，金屬促進的afx沸石催化劑作為頂層位於氧化性下層上，其中該下層包含鉑族金屬(pgm)催化劑或非pgm催化劑。優選地，下層中的催化劑組分位於高表面積載體上，包括但不限於氧化鋁。

在又一實施方案中，scr和amox操作是連續進行的，其中兩種方法使用包含本文所述的金屬促進的afx沸石的催化劑，和其中該scr方法在amox方法的上遊進行。例如，催化劑的scr配製物可以位於過濾器的入口側，和催化劑的amox配製物可以位於過濾器的出口側。

因此，提供了一種在氣體中還原nox化合物或氧化nh3的方法，其包括將該氣體與本文所述的用於催化還原nox化合物的催化劑組合物接觸足夠的時間，來降低該氣體中nox化合物和/或nh3的水平。在某些實施方案中，提供了一種催化劑製品，其具有位於選擇性催化還原(scr)催化劑下遊的氨洩漏催化劑。在這樣的實施方案中，氨洩漏催化劑氧化沒有被該選擇性催化還原方法消耗的任何含氮還原劑的至少一部分。例如，在某些實施方案中，氨洩漏催化劑位於壁流式過濾器的出口側，和scr催化劑位於過濾器的上遊側。在某些其他實施方案中，氨洩漏催化劑位於流通式基底的下遊端上，和scr催化劑位於流通式基底的上遊端上。在其他實施方案中，氨洩漏催化劑和scr催化劑位於排氣系統內分別的塊上。這些分別的塊可以彼此相鄰和接觸，或者間隔具體的距離，條件是它們是彼此流體連通，和條件是scr催化劑塊位於氨洩漏催化劑塊的上遊。

在某些實施方案中，scr和/或amox方法在至少100℃的溫度進行。在另一實施方案中，方法在約150℃-約750℃的溫度進行。在一個具體的實施方案中，溫度是約175-約550℃。在另一實施方案中，溫度是175-400℃。在又一實施方案中，溫度是450-900℃，優選500-750℃，500-650℃，450-550℃或650-850℃。使用高於450℃的溫度的實施方案對於處理來自於重型和輕型柴油機的廢氣特別有用，該柴油機裝備有排氣系統，該系統包含(任選催化的)柴油機顆粒過濾器，其例如通過將烴注入過濾器上遊的排氣系統中來主動再生，其中用於本發明的沸石催化劑位於過濾器下遊。

根據本發明的另一方面，提供了一種還原氣體中的nox化合物和/或氧化nh3的方法，其包括將該氣體與本文所述的催化劑接觸足以降低該氣體中的nox化合物的水平的時間。本發明的方法可以包以下步驟中的一個或多個：(a)聚集和/或燃燒與催化過濾器的入口接觸的菸灰；(b)在接觸催化過濾器之前，將含氮還原劑引入廢氣流中，優選沒有包括處理nox和還原劑的插入的催化步驟；(c)在nox吸附劑催化劑或貧nox阱上產生nh3，優選使用這樣的nh3作為下遊scr反應中的還原劑；(d)將廢氣流與doc接觸來將烴類可溶性有機部分(sof)和/或一氧化碳氧化成co2，和/或將no氧化成no2，其又可以用於氧化顆粒過濾器中的顆粒物質；和/或減少廢氣中的顆粒物質(pm)；(e)使廢氣與一種或多種流通式scr催化劑裝置在還原劑存在下接觸，以降低廢氣中的nox濃度；和(f)在將廢氣排入大氣，或者在廢氣進入/再次進入發動機前使廢氣經過再循環迴路之前，使廢氣與優選在scr催化劑下遊的氨洩漏催化劑接觸，以氧化大部分(如果不是全部)的氨。

在另一實施方案中，用於在scr方法中消耗的氮基還原劑特別是nh3的全部或至少一部分，可以通過nox吸附劑催化劑(nac)、貧nox阱(lnt)或nox儲存/還原催化劑(nsrc)來提供，其位於scr催化劑，例如位於壁流式過濾器上的本發明的scr催化劑上遊。可用於本發明的nac部件包含鹼性材料(例如鹼金屬、鹼土金屬或稀土金屬，包括鹼金屬的氧化物、鹼土金屬的氧化物及其組合)和貴金屬(例如鉑)，和任選的還原催化劑組分例如銠的催化劑組合。可用於nac中的具體類型的鹼性材料包括氧化銫、氧化鉀、氧化鎂、氧化鈉、氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇及其組合。貴金屬優選以約10-約200g/ft3，例如20-60g/ft3存在。可選地，催化劑的貴金屬的特徵在於可以是約40-約100g/ft3的平均濃度。

在某些條件下，在定期富再生事件過程中，nh3可以在nox吸附劑催化劑上再生。nox吸附劑催化劑下遊的scr催化劑可以改進整個系統nox還原效率。在該組合的系統中，scr催化劑能夠儲存在富再生事件過程中從nac催化劑釋放的nh3，並且使用儲存的nh3來選擇性還原在正常的貧燃操作條件過程中穿過nac催化劑洩漏的nox的一些或全部。

本文所述的處理廢氣的方法可以在來源於燃燒過程的廢氣上進行，廢氣例如來自於內燃機(移動的或固定的)、燃氣輪機和燃煤或燃油電廠。該方法還可以用於處理來自於以下的氣體：工業方法例如煉製，來自於煉製加熱器和鍋爐、爐、化工加工工業、焦炭爐、市政廢水廠和焚化爐等。在一個具體的實施方案中，該方法用於處理來自於車輛貧燃內燃機的廢氣，貧燃內燃機例如柴油機、貧燃汽油機或者由液化石油氣體或天然氣供能的發動機。

在某些方面中，本發明是一種用於處理燃燒過程產生的廢氣的系統，廢氣例如來自於內燃機(移動的或固定的)、燃氣輪機和燃煤或燃油電廠等。這樣的系統包括催化製品，其包含本文所述的金屬促進的afx沸石和至少一種用於處理廢氣的另外的組分，其中催化製品和至少一種另外的組分設計來充當結合單元。

在某些實施方案中，系統包含催化製品，其包含本文所述的金屬促進的afx沸石，用於引導流動廢氣的管道，位於催化製品上遊的含氮還原劑源。系統可以包括控制器，用於僅當確定沸石催化劑能夠以處於或高於所需效率催化nox還原，例如在100℃以上，150℃以上或175℃以上，將含氮還原劑計量添加到流動廢氣中。含氮還原劑的計量添加可以經布置，以使得按1:1nh3/no和4:3nh3/no2計算的60％-200％的理論氨存在於進入scr催化劑的廢氣中。

在另一實施方案中，系統包含氧化催化劑(例如柴油氧化催化劑(doc))，用於將廢氣中的一氧化氮氧化成二氧化氮，其可以位於含氮還原劑計量添加到廢氣中的位置的上遊。在一個實施方案中，氧化催化劑用於產生進入scr沸石催化劑的氣流，其no與no2體積比是約4:1-約1:3，例如在氧化催化劑入口處的廢氣溫度是250℃-450℃。氧化催化劑可以包含至少一種鉑族金屬(或這些的某些組合)，例如鉑、鈀或銠，其塗覆到流通式整料基底上。在一個實施方案中，至少一種鉑族金屬是鉑、鈀或鉑和鈀二者的組合。鉑族金屬可以負載於高表面積載體塗層組分例如氧化鋁、沸石例如鋁矽酸鹽沸石、二氧化矽、非沸石二氧化矽氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯、二氧化鈦或含有二氧化鈰和氧化鋯二者的混合或複合氧化物上。

在另一實施方案中，合適的過濾器基底位於氧化催化劑和scr催化劑之間。過濾器基底可以選自上述那些中的任意一種，例如壁流式過濾器。在過濾器是例如用上述種類的氧化催化劑催化的時，優選含氮還原劑的計量添加位置位於過濾器和沸石催化劑之間。可選地，如果過濾器是未催化的，用於計量添加含氮還原劑的裝置可以位於氧化催化劑和過濾器之間。

實施例

實施例1：製備高sar的afx沸石。

矽酸鈉(二氧化矽源)和沸石y(氧化鋁源)在1,3-雙(1-金剛烷基)咪唑鎓氫氧化物(有機模板劑)存在下在約145℃反應7-10天。將形成的結晶材料與母液分離，然後清洗和乾燥。分析證實產物含有sar為約22的高純度afx沸石。圖1顯示了形成的純相afx沸石的xrd圖譜。