專利名稱：低共熔體中雜原子磷鋁分子篩sapo-5的快速合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種分子篩材料的合成方法。
背景技術：
1982年，UCC公司的科學家成功的合成與開發(fā)出了一個全新的分子篩家族-磷酸鋁分子篩Α1Ρ04-η(η為編號)，這在多孔物質(zhì)的發(fā)展史上是一個重要的里程碑。由于AlPO4-Ii的中性骨架結(jié)構(gòu)，沒有離子交換性能，表面酸性較弱，于是人們對AlPO4-Ii分子篩進行改性研究，通過同晶置換，使許多元素部分取代骨架的磷或鋁，而制得一系列具有一定骨架結(jié)構(gòu)的分子篩晶體。其中將硅引進到AlPO4系列骨架中派生出SAPO-n系列分子篩。SAP0_n分子篩有陽離子可交換能力和可調(diào)的酸性；同時SAPO-n分子篩的孔徑為0. 3-0. 8nm，幾乎包括沸石分子篩的全部孔徑范圍；并且他們的物化性質(zhì)不僅類似于硅鋁沸石，在某種程度上又具有磷酸鋁分子篩的特性，可在硅鋁沸石和磷酸鋁鹽分子篩的應用范圍內(nèi)使用。據(jù)報道，SAPO-n系列分子篩作為催化劑可用于許多的烴類轉(zhuǎn)化反應中，如裂解、氫化裂解、芳香族化合物的烷基化和異構(gòu)化等；也可作為吸附劑，SAPO-n系列分子篩其可以根據(jù)分子的大小不同來分離混合物，也可以根據(jù)分子極性的不同來分離它們。因此合成與研究磷酸硅鋁系列分子篩具有重要意義。目前雜原子磷鋁分子篩合成主要采用水熱合成法。這種傳統(tǒng)的合成方法，存在一定的安全隱患，而且晶化時間長，需要添加有毒的有機模板劑，對環(huán)境產(chǎn)生污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法。本發(fā)明是低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法，其步驟為
A)將低共熔體、鋁源和硅源混合均勻，而后加入磷酸和氫氟酸，制成的混合物為，按摩爾比計，aDES: bP205:Al203:cHF:dSi02，a=54 162、b=l. 0 2· 0、c=0. 45 0· 93、d=0. 2 0· 8，在12(T125°C下加熱，使混合物混合均勻；
B)步驟A的混合物在微波輻射下加熱至16(T18(TC，常壓下晶化15飛0分鐘；
C)步驟B的反應混合物冷卻至室溫，真空抽濾，用水和丙酮反復洗滌產(chǎn)物，于8(T10(TC下干燥，得到雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的粉末狀產(chǎn)品。本發(fā)明的有益之處采用便宜且較易制備的低共熔體作為溶劑和模板劑，微波輻射作為加熱方式，使雜原子磷鋁分子篩晶化過程能夠在常壓、敞口容器中進行，分子篩晶化速率快，合成過程不使用昂貴的有機模板劑和離子液體，安全并且環(huán)境友好。


圖1為本發(fā)明所合成的SAP0-5分子篩X射線衍射(XRD)譜圖；圖2為本發(fā)明所合成的SAP0-5分子篩掃描電鏡(SEM)照片。
具體實施例方式實施例1
將2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 036g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 21ml磷酸和0. 034g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為力4DES: 1. OP2O5:Al2O3:0. 45HF:0. 4Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例2
將2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 036g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 42ml磷酸和0. 038g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為54DES:2. OP2O5:Al2O3:0. 5HF:0. 4Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例3:
將2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 036g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 42ml磷酸和0. 070g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為力4DES:2. OP2O5:Al2O3:0. 93HF:0. 4Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例4:
將8. 4g季戊四醇、25. 2g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 036g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 036g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為162DES: 1. 5P205 = Al2O3:0. 48HF:0. 4Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例5:
將2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. OlSg白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 034g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為54DES: 1. 5P205:Al2O3:0. 45HF:0. 2Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例6:將2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 072g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 038g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為54DES:1. 5P205:Al2O3:0. 5HF:0. 8Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例7:
將2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 036g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 038g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為54DES:1. 5P205:Al2O3:0. 5HF:0. 4Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至180°C，常壓下晶化15分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。實施例8:
將2. 8g季戊四醇、8. 4g氯化膽堿、0. 222g擬薄水鋁石和0. 036g白炭黑混合均勻后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 038g氫氟酸，制成混合物(按摩爾比計)為54DES:1. 5P205:Al2O3:0. 5HF:0. 4Si02 ；將混合物升溫到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波輻射加熱至160°C，常壓下晶化60分鐘；上述反應混合物冷卻到室溫，真空抽濾，用水和丙酮對產(chǎn)物進行反復洗滌，于80°C下干燥3小時，得到粉末狀產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，經(jīng)XRD檢測，該粉末產(chǎn)品為SAP0-5分子篩。
權利要求
1.低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法，其步驟為A)將低共熔體、鋁源和硅源混合均勻，而后加入磷酸和氫氟酸，制成的混合物為，按摩爾比計，aDES: bP205:Al203:cHF:dSi02，a=54 162、b=l. 0 2· 0、c=0. 45 0· 93、d=0. 2 0· 8，在12(T125°C下加熱，使混合物混合均勻；B)步驟A的混合物在微波輻射下加熱至16(T18(TC，常壓下晶化15飛0分鐘；C)步驟B的反應混合物冷卻至室溫，真空抽濾，用水和丙酮反復洗滌產(chǎn)物，于8(T10(TC下干燥，得到雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的粉末狀產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，以季戊四醇和氯化膽堿，以質(zhì)量比1:3復配，形成的低共熔體作為溶劑和模板劑。
3.根據(jù)權利要求1所述的低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，磷源為磷酸。
4.根據(jù)權利要求1所述的低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，鋁源為擬薄水鋁石。
5.根據(jù)權利要求1所述的低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，硅源為白炭黑。
6.根據(jù)權利要求1所述的低共熔體中快速合成雜原子磷鋁分子篩SAP0-5的方法，其特征在于，反應體系中存在氫氟酸。
全文摘要
低共熔體中雜原子磷鋁分子篩SAPO-5的快速合成方法，其步驟為A)將低共熔體、鋁源和硅源混合均勻，而后加入磷酸和氫氟酸，制成的混合物(按摩爾比計)為aDES:bP2O5:Al2O3:cHF:dSiO2，a=54-162、b=1.0-2.0、c=0.45-0.93、d=0.2-0.8，在120-125℃下加熱，使混合物混合均勻；B)步驟A的混合物在微波輻射下加熱至160-180℃，常壓下晶化15-60分鐘；C)步驟B的反應混合物冷卻至室溫，真空抽濾，用水和丙酮反復洗滌產(chǎn)物，于80-100℃下干燥，得到雜原子磷鋁分子篩SAPO-5的粉末狀產(chǎn)品。
文檔編號C01B39/54GK102583436SQ20111000166
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權日2011年1月6日
發(fā)明者亢春喜, 王 華, 趙新紅, 駱翠紅 申請人:蘭州理工大學