一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种锌掺杂AlPO‑36分子筛单晶及其制备方法。方法包括：将所述三丙胺、异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸和去离子水混合均匀，进行水热晶化反应，得到所述锌掺杂AlPO‑36分子筛单晶；所述异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸、三丙胺、去离子水分别以Al

【技术实现步骤摘要】
一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶及其制备方法
本专利技术涉及分子筛领域，尤其涉及一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶及其制备方法。
技术介绍
磷酸铝分子筛(AlPO-n，n指代不同种类)是一系列具有不同拓扑结构的材料，自1982年首次人工合成分子筛以来，因其多样的孔道结构和催化位点，在催化、吸附、分离和主客体材料制备领域发挥着重要作用。在磷酸铝分子筛家族中，AlPO-36分子筛晶体具有独特的一维十二元环孔道结构(沿c轴)，其孔道尺寸为并且具有良好的热稳定性，是一种理想的主体材料。迄今为止，已经有许多利用水热法合成MeAlPO-36晶体(Me＝Mg，Fe，Ti)的研究被报道，但产物大多数为纳米级别的小尺寸晶体、并且有着严重的孪晶现象。此外，在AlPO-36晶体的合成中经常出现AlPO-5晶体共生相，这极大地限制了AlPO-36分子筛晶体的应用。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶及其制备方法，旨在解决现有合成方法制备得到的AlPO-36分子筛晶体的尺寸小、并且存在严重的孪晶现象的问题。本专利技术的技术方案如下：一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，其中，以三丙胺作为模板剂，以异丙醇铝作为铝源、乙酸锌二水合物作为锌源、磷酸作为磷源、去离子水作为溶剂；将所述三丙胺、异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸和去离子混合均匀，进行水热晶化反应，得到所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶；所述异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸、三丙胺、去离子水分别以Al2O3、ZnO、P2O5、TPA、H2O计；按摩尔比计，Al2O3：ZnO：P2O5：TPA：H2O＝1.0：(0～0.6)：1.0：(1.0～1.55)：(128～296)。可选地，所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，具体包括步骤：将异丙醇铝、乙酸锌二水合物、去离子水混合，进行第一次搅拌，得到凝胶A；将磷酸加入到去离子水中进行稀释，得到溶液B；将所述溶液B加入到所述凝胶A中，进行第二次搅拌，得到胶体C；将三丙胺加入到去离子水中进行稀释，得到溶液D；将所述溶液D加入到所述胶体C中，进行第三次搅拌，得到胶体E；将所述胶体E进行水热晶化反应，制备得到所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶。可选地，所述第一次搅拌的时间为6h-24h。可选地，所述将所述溶液B加入到所述凝胶A中的步骤中，所述加入的方式为逐滴加入。可选地，所述第二次搅拌的时间为1h-8h。可选地，所述将所述溶液D加入到所述胶体C中的步骤中，所述加入的方式为逐滴加入。可选地，所述第三次搅拌的时间为1h-8h。可选地，所述水热晶化反应的温度为150℃，时间为50h。一种利用如上所述的制备方法制备得到的锌掺杂AlPO-36分子筛单晶。可选地，所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的尺寸为150μm×30μm。有益效果：本专利技术提供了一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶及其制备方法，本专利技术以三丙胺作为模板剂，以异丙醇铝作为铝源、乙酸锌二水合物作为锌源、磷酸作为磷源、去离子水作为溶剂，通过优化反应物料比例，消除了AlPO-36分子筛晶体的孪晶现象，且首次在无氟条件下，制备出迄今为止尺寸最大的AlPO-36分子筛单晶。附图说明图1为本专利技术实施例1的粉末X射线衍射结果图，其中(a)为标准卡片，(b)为锌掺杂AlPO-36分子筛单晶粉末X射线衍射图谱。图2为本专利技术实施例2的锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的扫描电子显微镜表征结果图。图3为本专利技术实施例2的锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的光学显微镜表征结果图。图4为本专利技术实施例2的锌掺杂AlPO-36分子筛单晶与其他已发表的AlPO-36晶体扫描电子显微镜表征结果对比图，其中a-e为其他已发表的AlPO-36晶体的扫描电子显微镜表征结果图，图f为锌掺杂AlPO-36晶体的扫描电子显微镜表征结果图。具体实施方式本专利技术提供一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。专利技术人发现，在现有的AlPO-36分子筛晶体的制备方法中，所合成的产物基本都为纳米级别的晶体，且孪晶严重。尤其是孪晶现象，在所有已报道的AlPO-36分子筛中全部存在。值得注意的是，在分子筛合成中任何条件的变化都会对产物有着巨大的影响，包括产物的形貌、尺寸和物相等。本专利技术实施例针对现有AlPO-36分子筛晶体的制备方法中，所合成的产物基本都为纳米级别的晶体且孪晶严重这一问题，通过优化反应物料比例，制备出锌掺杂的大尺寸AlPO-36分子筛单晶。基于此，本专利技术实施例提供一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，其中，以三丙胺作为模板剂，以异丙醇铝作为铝源、乙酸锌二水合物作为锌源、磷酸作为磷源、去离子水作为溶剂；将所述三丙胺、异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸和去离子水混合均匀，进行水热晶化反应，得到所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶；所述异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸、三丙胺、去离子水分别以Al2O3、ZnO、P2O5、TPA、H2O计；按摩尔比计，Al2O3：ZnO：P2O5：TPA：H2O＝1.0：(0～0.6)：1.0：(1.0～1.55)：(128～296)。本实施例中，以三丙胺作为模板剂，以异丙醇铝作为铝源、乙酸锌二水合物作为锌源、磷酸作为磷源、去离子水作为溶剂，通过优化反应物料比例，获得稳定的配方。采用上述配方，消除了AlPO-36分子筛晶体的孪晶现象，且首次在无氟条件下，制备出迄今为止尺寸最大的AlPO-36分子筛单晶。本实施例中，当乙酸锌二水合物的加入量为0时，制备得到AlPO-36分子筛单晶。AlPO-36分子筛单晶具有独特的一维十二元环孔道结构(沿c轴)，其孔道尺寸为具有良好的热稳定性，是一种理想的主体材料。本实施例中，当乙酸锌二水合物的加入量不为0时，制备得到锌掺杂AlPO-36分子筛单晶。AlPO-36晶体本身是电中性的，其孔道吸附能力较弱，而锌元素掺杂进磷酸铝分子筛骨架中可以带来一些新的物理化学性质变化，因此本实施例将二价的Zn2+掺杂进AlPO-36晶体骨架中取代Al3+，以获得带负电荷的骨架，从而增强其孔道吸附力。在一种实施方式中，所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，具体包括步骤：S1、将异丙醇铝、乙酸锌二水合物、去离子水混合，进行第一次搅拌，得到凝胶A；S2、将磷酸加入到去离子水中进行稀释，得到溶液B；S3、将所述溶液B加入到所述凝胶A中，进行第二次搅拌，得到胶体C；S4、将三丙胺加入到去离子水中进行稀释，得到溶液D；S5、将所述溶液D加入到所述胶体C中，进行第三次搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，其特征在于，以三丙胺作为模板剂，以异丙醇铝作为铝源、乙酸锌二水合物作为锌源、磷酸作为磷源、去离子水作为溶剂；将所述三丙胺、异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸和去离子混合均匀，进行水热晶化反应，得到所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶；/n所述异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸、三丙胺、去离子水分别以Al

【技术特征摘要】
1.一种锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，其特征在于，以三丙胺作为模板剂，以异丙醇铝作为铝源、乙酸锌二水合物作为锌源、磷酸作为磷源、去离子水作为溶剂；将所述三丙胺、异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸和去离子混合均匀，进行水热晶化反应，得到所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶；
所述异丙醇铝、乙酸锌二水合物、磷酸、三丙胺、去离子水分别以Al2O3、ZnO、P2O5、TPA、H2O计；按摩尔比计，Al2O3：ZnO：P2O5：TPA：H2O＝1.0：(0～0.6)：1.0：(1.0～1.55)：(128～296)。


2.根据权利要求1所述的锌掺杂AlPO-36分子筛单晶的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括步骤：
将异丙醇铝、乙酸锌二水合物、去离子水混合，进行第一次搅拌，得到凝胶A；
将磷酸加入到去离子水中进行稀释，得到溶液B；
将所述溶液B加入到所述凝胶A中，进行第二次搅拌，得到胶体C；
将三丙胺加入到去离子水中进行稀释，得到溶液D；
将所述溶液D加入到所述胶体C中，进行第三次搅拌，得到胶体E；
将所述胶体E进行水热晶化反应，制备得到所述锌掺杂AlPO-36分子筛单晶。


3.根据权利要求2所述的锌掺杂AlP...

【专利技术属性】
技术研发人员：许新统，史文涛，阮双琛，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：广东;44