本發(fā)明屬于催化劑，尤其涉及一種含氮y型分子篩催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、高爐煤氣精脫硫是實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)多工序全流程超低排放的關(guān)鍵，高爐煤氣中以羰基硫(cos)為主的有機硫占比最高，是源頭精脫硫的重中之重。選擇催化水解cos轉(zhuǎn)化成無機硫(cos+h2o→h2s+co2)，然后再干法脫除無機硫是實現(xiàn)源頭精脫硫的最優(yōu)路線。cos的水解是典型的固體堿催化反應(yīng)，固體堿中的弱堿性中心(-oh)和中強堿性中心(m-o)是參與水解反應(yīng)的主要活性位點。避免兩種活性位點與煤氣中其他雜質(zhì)發(fā)生相互作用是提高催化劑穩(wěn)定性的有效策略。常用的水解催化劑以al2o3、tio2等金屬氧化物為載體，負載堿金屬和(或)堿土金屬調(diào)變堿性中心的強度和豐度，具有較高的水解活性。但是堿金屬分布于載體表面，在水解過程中容易團聚、流失，造成活性大幅衰減。cn202211732096將agy分子篩負載于氧化鋁表面，強化了對無機硫h2s的吸附性能，避免h2s消耗水解活性位點，未提及其有催化水解活性。
2、有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種含氮y型分子篩催化劑及其制備方法，以解決上述問題。
2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明特采用以下技術(shù)方案：
3、一種含氮y型分子篩催化劑的制備方法，包括如下步驟：
4、s1：將naoh或koh、與鋁源混溶于去離子水中，攪拌0.5h～2h，得到溶液a；所述鋁源包括al(oh)3、naalo2、al2(so4)3、c9h21alo3；優(yōu)選地，所述naoh或koh分別與所述鋁源的摩爾比為5:1～20:1。
5、s2：將硅源加入適量的去離子水中攪拌0.5h～2h，得到溶液b；所述硅源包括na2sio3、naalsio3、sio2；優(yōu)選地，所述硅源與所述鋁源的摩爾比為5:1～20:1。
6、首先通過調(diào)節(jié)naoh或koh的濃度進而調(diào)節(jié)分子篩的堿性，而硅的濃度則主要與分子篩的強度有關(guān)，通過調(diào)節(jié)硅、鋁的量實現(xiàn)對分子篩強度的調(diào)控，同時，硅鋁比還會影響分子篩自身的酸堿性，從而進一步實現(xiàn)對其優(yōu)良的水解性能的把控。
7、s3：將s1所得溶液a和s2所得溶液b混合，攪拌0.5h～4h，得到前驅(qū)體溶液c，然后超聲振蕩并陳化0.5h～48h，得到d；
8、s4：將s3所得d置于水熱釜進行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后離心分離并洗滌至中性，隨后干燥，得到y(tǒng)型分子篩；所述反應(yīng)的溫度為50～200℃，時間為2～30h；所述干燥的溫度為100～110℃，時間為6～12h。
9、在所述步驟s5之前，將所述步驟s4所得y型分子篩浸于過渡金屬鹽溶液中，攪拌10～24h，然后洗滌、過濾并脫水后于450～600℃煅燒2～5h，將煅燒產(chǎn)物進行s5所述熱處理。
10、所述過渡金屬鹽包括zn、mg、ni、fe、co或cu的水溶性鹽；優(yōu)選地，所述過渡金屬鹽溶液的濃度為0.2～1mol/l；優(yōu)選地，所述每克y型分子篩浸于10～80ml的所述過渡金屬鹽溶液中。
11、過度金屬的濃度及用量也會影響分子篩的堿性，這些金屬與o鍵合，形成中強堿性中心，因此其濃度與分子篩總體堿性位點的豐度和強度有直接關(guān)系。本申請優(yōu)選的過渡金屬鹽種類和濃度，使得分子篩的豐度和強度達到綜合更優(yōu)的狀態(tài)。
12、s5：將s4所得y型分子篩置于管式爐中，以n2為載氣通入nh3，升溫至750～1000℃進行熱處理，隨后冷卻至室溫，即得所述含氮y型分子篩催化劑。
13、優(yōu)選地，所述熱處理的時間為6～10h；所述熱處理的溫度為750～1000℃，nh3流量為600ml/min及以上。
14、優(yōu)選地，所述步驟s5中，在所述熱處理之前，還包括將nh3流量控制在100ml/min及以下，于200-350℃下進行預(yù)處理；所述預(yù)處理的時間為0.5～2h。
15、本發(fā)明通過高溫熱處理將分子篩骨架中的氧原子部分置換為氮原子，所得到的骨架子含有雜原子(氮原子)的新型分子篩催化劑在保留了常規(guī)分子篩催化劑的高比表面積、高穩(wěn)定性和利于分子吸附和擴散等固有特點的同時，又具備了堿性可調(diào)和擇形的堿催化功能。
16、特別是nay型分子篩具有豐富的弱堿性位點(-oh)，對nay分子篩進行離子交換改性后，金屬離子與cos中s原子相互作用增強，在經(jīng)過氮化處理，骨架中部分o原子被n原子取代，堿性強度和位點進一步優(yōu)化，cos水解活性得到提升；而且又得益于分子篩本身的高水熱穩(wěn)定性，氮化分子篩在水解過程中穩(wěn)定性優(yōu)異。
17、在熱處理之前，于200-350℃下進行預(yù)處理，可以制造缺陷以提高氮摻雜過程中的氮含量。在熱處理之前進行預(yù)處理，制造更多的不飽和位點，為后續(xù)的氮摻雜提供位點，進而提高綜合氮含量，進一步調(diào)節(jié)堿性位點的豐度，有利于cos的吸附及水解。
18、本發(fā)明提供一種含氮y型分子篩催化劑，由所述的制備方法制得；所述含氮y型分子篩催化劑適用于cos的催化水解。
19、本發(fā)明的有益效果：
20、本發(fā)明提供的制備方法操作簡單，條件簡單可控，原料廉價易得，過程綠色環(huán)保，技術(shù)可重復(fù)性高、收率高，便于工業(yè)化推廣使用。
21、所制得的含氮y型分子篩催化劑用于cos的催化水解轉(zhuǎn)化效率高，穩(wěn)定性優(yōu)異，可為高效穩(wěn)定cos水解催化劑的設(shè)計和構(gòu)筑提供借鑒。
1.一種含氮y型分子篩催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋁源包括al(oh)3、naalo2、al2(so4)3、c9h21alo3；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述硅源包括na2sio3、naalsio3、sio2；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s4中，所述反應(yīng)的溫度為50～200℃，時間為2～30h；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s5中，所述升溫的目標溫度為750～1000℃；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s5中，在所述熱處理之前，還包括將nh3流量控制在100ml/min及以下，于200-350℃下進行預(yù)處理；
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為750～1000℃，nh3流量為600ml/min及以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟s5之前，將所述步驟s4所得y型分子篩浸于過渡金屬鹽溶液中，攪拌10～24h，然后洗滌、過濾并脫水后于450～600℃煅燒2～5h，將煅燒產(chǎn)物進行s5所述熱處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬鹽包括zn、mg、ni、fe、co或cu的水溶性鹽；
10.一種含氮y型分子篩催化劑，其特征在于，由權(quán)利要求1-9任一項所述的制備方法制得；