具有微孔、中孔结构的SAPO-34分子筛及合成方法技术

技术编号:1408554 阅读:136 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种具有微孔、中孔结构的SAPO-34分子筛,其特征在于,分子筛的中孔孔径2-10nm,中孔容积0.03-0.3cm↑[3]/g。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同时具有微孔、中孔结构的SAP0-34分子筛,其中孔 孔径范围2-10nm,中孔容积0.03-0.3cm7g,及该分子筛的合成方法,该 方法制备的分子筛用于含氧化合物转化制低碳烯烃反应中的催化。
技术介绍
微孔-中孔复合分子筛具有微孔和中孔双级孔道,结合了中孔材料的 孔道优势与微孔分子筛的强酸性和高水热稳定性,可使两种材料优势互 补、协同作用。而且孔径和酸性均可调变,即通过选择不同孔道结构和 酸性质的两种材料进行优化复合,可制备出不同孔配置和酸性分布的复 合材料。以组装为特征的多级孔分子筛材料的成功制备和多样化模式,将 在更多的领域具有广阔的应用前景(Nature, 417(2002)813)。微孔-中孔复合分子筛的合成始于Kloets tra等(Micro. Meso. Mater. 6(1996),287)报道的MCM-41/FAU复合材料的制备。随后众多研究者投入 到这一研究领域中,开创了许多新的微孔-中孔分子筛复合方法。根据结 构特征的不同,微孔-中孔复合分子筛有两大类复合模式(l)微孔分子筛和中孔分子筛两种材料的复合。此类复合模式中,微孔分子筛与中孔分子 筛两种材料常呈包覆结构、镶嵌结构,或为两种结构的复杂组合。此时两 种材料之间存在明显的连接界面(过渡层),X射线衍射(XRD )表征结果会同时出现两种材料各自对应的衍射峰;(2)中孔孔道与微孔孔道在一种分 子筛材料中的复合,此类复合模式包含两种形式具有中孔孔道的微孔分 子筛,即微孔分子筛中引入中孔,在保留微孔分子筛的强酸性和稳定性的 同时,有利于分子的扩散;具有微孔沸石分子筛部分性质的中孔分子筛,即 在中孔材料的无定形孔壁中引入沸石的初级或次级结构单元,实现孔壁在 纳米范围。关于这方面的详细研究进展在《石油化工》(02(2005) 188) 中有所描述。到目前为止,所有报道的中孔微孔复合分子筛均是硅铝组成 的分子筛体系,而对于由硅磷铝组成的分子筛体系,由于合成体系较为复 杂,还未见有公开文献报道。SAPO-34分子筛是美国专利USP 4,440,871于1984年公布的。按照 IUPAC对孔径大小的界定,SAP0-34属于小孔分子筛(〈2nm) 。 SAP0--34 分子筛由于在甲醇转化制烯烃反应(MTO)中显示了优良的催化性能而受到 关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有微孔中孔结构的SAP0-34分子筛及其 合成方法,该分子筛用作MTO反应的催化剂,可以降低或消除扩散传质的 限制,减少二次反应的发生,从而有可能延长催化剂寿命并提高乙烯丙烯的选择性。为达到上述目的,本专利技术的技术解决方案是提供一种具有微孔、中孔结构的SAP0-34分子筛,其分子筛的中孔孔径2-10nm,中孔容积 0.03-0. 3cm7g。所述的SAP0-34分子筛,其立方型分子筛晶粒表面粗糙或有破损。一种所述的SAPO-34分子筛的合成方法,其采用三乙胺作为模板剂, 同时在合成凝胶中加入孔道调节剂。所述的合成方法,其步骤为a) 配制合成SAP0-34分子筛的初始凝胶混合物;b) 向步骤a)中得到的初始凝胶混合物中加入计量的孔道调节剂并充 分搅拌;c) 将步骤b)中得到的初始凝胶混合物装入内衬聚四氟乙烯的不锈钢 合成釜中,密闭,然后加热到晶化温度,在自生压力下,进行恒温 晶化;待晶化完全后,固体产物经离心分离,用去离子水洗涤至中 性,在12(TC空气中干燥,得到SAP0--34分子筛原粉;d) 将步骤c)得到的SAP0-34分子筛原粉在空气中焙烧去除原粉所含 的有机物,得到同时具有微孔、中孔的SAP0-34分子筛。所述的合成方法,其所述初始合成凝胶混合物中各组分氧化物摩尔配比为Si02/Al203 = 0. 1 2. 0; P205/ A1203 二 Q.5 15;<formula>formula see original document page 7</formula>(TEA为三乙胺)。T/TEA二0. 01 2(T为孔道调节剂) 所述的合成方法,其所述的孔道调节剂为氨水、四甲基氢氧化铵、二 乙胺、三丙胺、二正丙胺、正丙胺、正丁胺、环己胺其中一种或几种的混 合物。所述的合成方法,其步骤c)中晶化温度为100-250°C,较佳的晶化温 度为160-230oC。所述的合成方法,其步骤c)中的晶化时间为0.5 100小时,较佳的 晶化时间为2-48小时。所述的SAPO-34分子筛,其用作含氧化合物转化制低碳烯烃反应的催 化剂。本专利技术所合成的具有微孔中孔结构的SAPO-34分子筛用作MTO反应的 催化剂,由于两级孔结构的存在大大降低或消除扩散传质的影响,减少二 次反应的发生,从而有可能延长催化剂的寿命并提高乙烯丙烯的选择性。附图说明图1:本专利技术实施例1, 3, 4, 5中加入孔道调节剂和对比例1中不加入 孔道调节剂合成SAPO-34的XRD谱图2:其中图2a、图2b、图2c、图2d、图2e为本专利技术实施例l、 3、 4、 5及对比例1中样品的SEM照片;图3:其中图3a、图3b为本专利技术实施例2中编号MSP34-1和SP34样品的氮气吸附等温线和中孔分布示意图(吸附线分支,BJH法)。图4:其中图4a、图4b为本专利技术实施例6中编号MSP34-2,-3,-.4样 品的氮气吸附等温线和中孔分布示意图(吸附线分支,BJH法)。具体实施例方式本专利技术的特点在于所合成的SAP0-34分子筛具有中孔孔径2-10nm,中 孔容积O. 03-0. 3cm7g。本专利技术的特点在于所合成的SAP0-34分子筛的立方型晶粒表面可以是 粗糙的或有破损。本专利技术的特点在于采用三乙胺作为模板剂,同时在合成凝胶中加入孔 道调节剂。本专利技术提供的具有微孔中孔结构SAP0-34分子筛的合成方法,其制备 过程如下a)配制合成SAP0-34分子筛的初始凝胶混合物,各组分氧化物摩尔配 比为Si02/Al203 = 0. 1 2. 0; PA/ A1A = 0. 5~ 15; H20/ A1203 = 10 100; TEA/ A1203 = 1 ~5; T/TEA=0. 01-2孔道调节剂为氨水、四甲基氢氧化铵、二乙胺、三丙胺、二正丙胺、 正丙胺、正丁胺、环己胺中一种或几种的混合物。b) 将步骤a)中得到的凝胶混合物装入内衬聚四氟乙烯的不锈钢合成釜中,密闭,然后加热到晶化温度,在自生压力下,进行恒温晶化,晶化温度100 — 25(TC,晶化时间5 — 100小时。待晶化完全后,固体产物 经离心分离,用去离子水洗涤至中性,在12(TC空气中干燥,得到 SAP0-34分子筛原粉;c) 将步骤b)得到的SAP0-34分子筛原粉在空气中焙烧除去有机物即可 得到同时具有微孔中孔分布的SAPO-34分子筛。下面通过实施例详述本专利技术。 实施例l以初始凝胶摩尔比例3.0TEA: 0.4SiO2: P205: A1203: 50H20: 1.0 T (T二 正丙胺)将计量原料按一定顺序混合,充分搅拌成凝胶,装入内称聚四氟 乙烯的合成釜中,密闭加热到200°C,在自生压力下,进行恒温晶化12 小时。然后,固体产物经离心分离,用去离子水洗涤至中性,在120"C空 气中干燥后,得到SAPO本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:许磊田鹏刘中民杨立新孟霜鹤何长青袁翠峪齐越
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:

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