专利名称：低共熔体中杂原子磷铝分子筛sapo-5的快速合成方法
技术领域：
本发明涉及一种分子筛材料的合成方法。
背景技术：
1982年，UCC公司的科学家成功的合成与开发出了一个全新的分子筛家族-磷酸铝分子筛Α1Ρ04-η(η为编号)，这在多孔物质的发展史上是一个重要的里程碑。由于AlPO4-Ii的中性骨架结构，没有离子交换性能，表面酸性较弱，于是人们对AlPO4-Ii分子筛进行改性研究，通过同晶置换，使许多元素部分取代骨架的磷或铝，而制得一系列具有一定骨架结构的分子筛晶体。其中将硅引进到AlPO4系列骨架中派生出SAPO-n系列分子筛。SAP0_n分子筛有阳离子可交换能力和可调的酸性；同时SAPO-n分子筛的孔径为0. 3-0. 8nm，几乎包括沸石分子筛的全部孔径范围；并且他们的物化性质不仅类似于硅铝沸石，在某种程度上又具有磷酸铝分子筛的特性，可在硅铝沸石和磷酸铝盐分子筛的应用范围内使用。据报道，SAPO-n系列分子筛作为催化剂可用于许多的烃类转化反应中，如裂解、氢化裂解、芳香族化合物的烷基化和异构化等；也可作为吸附剂，SAPO-n系列分子筛其可以根据分子的大小不同来分离混合物，也可以根据分子极性的不同来分离它们。因此合成与研究磷酸硅铝系列分子筛具有重要意义。目前杂原子磷铝分子筛合成主要采用水热合成法。这种传统的合成方法，存在一定的安全隐患，而且晶化时间长，需要添加有毒的有机模板剂，对环境产生污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法。本发明是低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法，其步骤为
A)将低共熔体、铝源和硅源混合均勻，而后加入磷酸和氢氟酸，制成的混合物为，按摩尔比计，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下加热，使混合物混合均勻；
B)步骤A的混合物在微波辐射下加热至16(T18(TC，常压下晶化15飞0分钟；
C)步骤B的反应混合物冷却至室温，真空抽滤，用水和丙酮反复洗涤产物，于8(T10(TC下干燥，得到杂原子磷铝分子筛SAP0-5的粉末状产品。本发明的有益之处采用便宜且较易制备的低共熔体作为溶剂和模板剂，微波辐射作为加热方式，使杂原子磷铝分子筛晶化过程能够在常压、敞口容器中进行，分子筛晶化速率快，合成过程不使用昂贵的有机模板剂和离子液体，安全并且环境友好。
图1为本发明所合成的SAP0-5分子筛X射线衍射(XRD)谱图；图2为本发明所合成的SAP0-5分子筛扫描电镜(SEM)照片。
具体实施例方式实施例1
将2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 036g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 21ml磷酸和0. 034g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为力4DES: 1. OP2O5:Al2O3:0. 45HF:0. 4Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例2
将2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 036g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 42ml磷酸和0. 038g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为54DES:2. OP2O5:Al2O3:0. 5HF:0. 4Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例3:
将2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 036g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 42ml磷酸和0. 070g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为力4DES:2. OP2O5:Al2O3:0. 93HF:0. 4Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例4:
将8. 4g季戊四醇、25. 2g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 036g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 036g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为162DES: 1. 5P205 = Al2O3:0. 48HF:0. 4Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例5:
将2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. OlSg白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 034g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为54DES: 1. 5P205:Al2O3:0. 45HF:0. 2Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例6:将2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 072g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 038g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为54DES:1. 5P205:Al2O3:0. 5HF:0. 8Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例7:
将2. Sg季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 036g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 038g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为54DES:1. 5P205:Al2O3:0. 5HF:0. 4Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至180°C，常压下晶化15分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。实施例8:
将2. 8g季戊四醇、8. 4g氯化胆碱、0. 222g拟薄水铝石和0. 036g白炭黑混合均勻后，转入三口烧瓶中，然后加入0. 32ml磷酸和0. 038g氢氟酸，制成混合物(按摩尔比计)为54DES:1. 5P205:Al2O3:0. 5HF:0. 4Si02 ；将混合物升温到120_125°C，混合均勻；上述混合物在微波辐射加热至160°C，常压下晶化60分钟；上述反应混合物冷却到室温，真空抽滤，用水和丙酮对产物进行反复洗涤，于80°C下干燥3小时，得到粉末状产品。如图1、图2所示，经XRD检测，该粉末产品为SAP0-5分子筛。
权利要求
1.低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法，其步骤为A)将低共熔体、铝源和硅源混合均勻，而后加入磷酸和氢氟酸，制成的混合物为，按摩尔比计，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下加热，使混合物混合均勻；B)步骤A的混合物在微波辐射下加热至16(T18(TC，常压下晶化15飞0分钟；C)步骤B的反应混合物冷却至室温，真空抽滤，用水和丙酮反复洗涤产物，于8(T10(TC下干燥，得到杂原子磷铝分子筛SAP0-5的粉末状产品。
2.根据权利要求1所述的低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，以季戊四醇和氯化胆碱，以质量比1:3复配，形成的低共熔体作为溶剂和模板剂。
3.根据权利要求1所述的低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，磷源为磷酸。
4.根据权利要求1所述的低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，铝源为拟薄水铝石。
5.根据权利要求1所述的低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAP0-5的快速合成方法，其特征在于，硅源为白炭黑。
6.根据权利要求1所述的低共熔体中快速合成杂原子磷铝分子筛SAP0-5的方法，其特征在于，反应体系中存在氢氟酸。
全文摘要
低共熔体中杂原子磷铝分子筛SAPO-5的快速合成方法，其步骤为A)将低共熔体、铝源和硅源混合均匀，而后加入磷酸和氢氟酸，制成的混合物(按摩尔比计)为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℃下加热，使混合物混合均匀；B)步骤A的混合物在微波辐射下加热至160-180℃，常压下晶化15-60分钟；C)步骤B的反应混合物冷却至室温，真空抽滤，用水和丙酮反复洗涤产物，于80-100℃下干燥，得到杂原子磷铝分子筛SAPO-5的粉末状产品。
文档编号C01B39/54GK102583436SQ20111000166
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者亢春喜, 王 华, 赵新红, 骆翠红 申请人:兰州理工大学