本发明专利技术公开了一种AFO结构多级孔磷酸硅铝分子筛及其制备方法。它采用离子热方法，以低温共熔物为反应介质，合成得到一种具有国际分子筛协会(International Zeolite Association)确认的AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛。本发明专利技术的AFO结构的多级孔分子筛具有良好的稳定性，较大的介孔孔容，将在催化领域具有广泛的应用前景，本发明专利技术所采用的制备方法经济性强，操作安全方便，环境友好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多级孔磷酸硅铝分子筛的合成方法，更确切的说是关于一种具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛的合成方法。
技术介绍
AFO(国际沸石协会指定代码)结构磷酸硅铝分子筛(AtlasofZeoliteFrameworkTypes,6thed.,Elsevier,Amsterdam,2007；http://www.iza-structure.org/databases/)具有一维椭圆10元环直孔道，孔径尺寸为0.43nm×0.70nm。由于这种分子筛的孔道结构尺寸与几何构型非常有利于单支链烷烃异构体的形成，负载铂钯贵金属的Pt-Pd/AFO磷酸硅铝分子筛在直链烷烃的异构化反应显示出了良好的催化活性和选择性。然而其本身所具有的微孔不利于分子的扩散，限制其催化活性。合成具有微孔、介孔的多级孔分子筛是解决该问题的有效方法，然而目前合成多级孔AFO分子筛罕见报道。1984年，Flanigen等人首次在专利US4，440，871中公开了AFO结构磷酸硅铝分子筛的合成，然而合成过程中很难得到纯相的AFO结构分子筛，产物中经常出现AEL和ATO结构磷酸硅铝等杂相。之后很多关于AFO结构磷酸硅铝分子筛的合成方法或改进的方法的出现(J.Catal.,1997,169,55-66；MicroporousMesoporousMater.,1998,26,161-173；CN1448336A；CN1456502A；CN1194890C；CN1541942A；CN1923688A)。这些方法的共同特点是在水热或者醇热的条件下合成。这些合成方法的缺点是：分子筛晶化过程在高压下进行，反应设备投资大，工艺复杂，操作困难；分子筛晶化过程需要使用价格昂贵的有机模板剂，合成成本高。离子热合成是一种新型的合成方法，它是指采用离子液体或者低温共熔物为反应介质或者同时作为模板剂的一种合成方法(Nature,2004,430,1012-1016)。离子液体是一种熔点在室温附近的低温熔盐，一般由特定的体积相对较大的有机阳离子(如：咪唑离子、吡啶离子、一般的季铵离子)和体积相对较小的无机阴离子(如：卤素阴离子、四氟硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子)构成。与传统的分子型溶剂相比，离子液体具有如下特性：离子液体蒸汽压几乎为零，是不挥发性液体；离子液体具有良好的导电性能；离子液体溶解性可以调节，对极性化合物和非极性化合物都有很强的溶解能力；离子液体结构种类复杂，理论上讲，有超过万亿种可能的离子液体。基于离子液体的上述特性，离子热合成分子筛具有许多优点，如：分子筛合成反应可在敞口的常压容器中进行；分子筛合成不需要另外添加其它有机模板剂；在合成新型结构和组成的分子筛方面具有极大的潜力。虽然之前报道了具有AFO骨架的磷酸硅铝分子筛的制备，但是单一微孔限制了其在催化方面的应用。本专利采用了廉价的低温共融物来合成出了具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛，由于其除了具有微孔外还具有丰富的介孔，有望在催化方面得到更好的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种具有AFO(国际分子筛协会指定代码)结构的多级孔磷酸硅铝分子筛的制备方法，其特征在于采用离子热的合成方法，使得其合成在常压下进行，合成过程无酸碱废液排放。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：以低温共融物为溶剂，以低温共融物和有机胺为共模板剂，将磷源、铝源和硅源合成为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛，包括以下步骤：1)制备前体混合物：于低温共融物中依次向其中加入磷源、硅源、铝源，搅拌至均匀后加入有机胺，继续搅拌至均匀形成前体混合物；2)将制得的前体混合物加热晶化，晶化结束后，分离固体产物，得到的固体为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛。具体步骤为：将有机胺盐酸盐与醇类混合均匀，于40～100℃融化，；将磷源加到低温共融物中，搅拌均匀；将铝源加入到低温共融物中，搅拌均匀；将硅源加入到低温共融物中，搅拌均匀；向上述溶液中有机胺，搅拌均匀；将上述混合物加热至100～250℃密闭条件下晶化，晶化时间大于或等于1分钟，优选的晶化温度为160～200℃，优选的晶化时间为0.5～480h。晶化结束后分离固体样品，即将反应混合物冷却至室温，加去离子水，过滤，用去离子水对样品进行洗涤，室温～120℃干燥，得到的固体样品为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛；焙烧(400-600℃空气气氛焙烧大于或等于2小时)后去除有机模板剂，得到孔道疏通的具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛,所述孔道疏通是指分子筛孔道中不含有机模板剂。上述步骤1)前体混合物中Al2O3：SiO2：P2O5：低温共熔物：有机胺的摩尔比例为：1:0.1～0.5:0.5～5:5～100:0.1～10(磷源、铝源、硅源摩尔量均按照其氧化物形式计算)。磷源为质量浓度50-85％的磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的一种或二种以上；铝源为异丙醇铝、氯化铝、拟薄水铝石中的一种或二种以上；硅源采用硅溶胶、水玻璃、白炭黑或者正硅酸乙酯中的一种或二种以上；有机胺为2-甲基咪唑、吡啶、1-甲基哌啶中的一种或二种或三种。上述合成采用的所采用的低温共融物由有机胺盐酸盐与醇类组成，其中有机胺盐酸盐为：二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、二正丙胺盐酸盐、二异丙胺盐酸盐、四乙基氯化铵中的一种或二种以上。醇类为：乙醇、乙二醇、甘油、季戊四醇中的一种。优选为二乙胺盐酸盐和乙二醇组成的低温共融物。有机胺盐酸盐于醇类的摩尔比为1:2～16。上述前体混合物中可以含有一定比例水，前体混合物中的水可由原料带入，也可额外加入，含水量为前体混合物重量的0～10wt％。采用X射线粉末衍射，X射线荧光光谱分析和扫描电子显微镜(SEM)对该分子筛结构和组成进行分析，通过与XRD粉末衍射数据库卡片比较确定其结构为具有国际分子筛协会确认的AFO结构，X射线荧光光谱元素含量分析结果确定该分子筛中Al2O3：P2O5：SiO2摩尔比例，由SEM表征确定其形貌。最终得到多级孔磷酸硅铝分子筛具有国际分子筛确认的AFO结构，同时该分子筛中Al2O3:SiO2:P2O5摩尔比例为1:0.1～0.4:0.8～1.2。本合成方法的有益效果：本合成方法的特点是在低温共融物体系中进行纳米磷酸铝分子筛的合成，克服了常规水热合成分子筛过程中的系统自生高压。所合成的产物为具有AFO结构的多级孔硅磷酸铝分子筛。本专利技术方法具有环境友本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种AFO结构多级孔磷酸硅铝分子筛的合成方法，其特征在于：以低温共融物为溶剂，以低温共融物和有机胺为共模板剂，将磷源、铝源和硅源合成为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛，包括以下步骤：1)制备前体混合物：于低温共融物中加入磷源、铝源、硅源，搅拌至均匀后加入有机胺，继续搅拌至均匀形成前体混合物；2)将制得的前体混合物加热晶化，晶化结束后，分离固体产物，得到的固体为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛。
【技术特征摘要】
1.一种AFO结构多级孔磷酸硅铝分子筛的合成方法，其特征在于：以
低温共融物为溶剂，以低温共融物和有机胺为共模板剂，将磷源、铝源和
硅源合成为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛，包括以下步骤：1)
制备前体混合物：于低温共融物中加入磷源、铝源、硅源，搅拌至均匀后
加入有机胺，继续搅拌至均匀形成前体混合物；
2)将制得的前体混合物加热晶化，晶化结束后，分离固体产物，得到的固
体为具有AFO结构的多级孔磷酸硅铝分子筛。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤1)前体混合物中
Al2O3:SiO2:P2O5：低温共熔物：有机胺的摩尔比例为：1:0.1～0.5:0.5～5:5～
100:0.1～10(磷源、铝源、硅源摩尔量均按照其氧化物形式计算)，步骤2)
晶化温度为100℃～250℃，晶化时间大于或等于1分钟，优选的晶化温度
为160～200℃，优选的晶化时间为0.5～480h。
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：磷源为磷酸、磷酸铵、
磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的一种或二种以上，其中磷酸质量浓度为
50-85％；铝源为异丙醇铝、氯化铝、拟薄水铝石中的一种或二种以上；硅
源采用硅溶胶、水玻璃、白炭黑或者正硅酸乙酯中的一种或二种以上；有
机胺为2-甲基咪唑...
【专利技术属性】
技术研发人员：田志坚，陶硕，厉晓蕾，徐仁顺，马怀军，王炳春，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。