一种共晶磷铝酸盐材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种共晶磷铝酸盐材料及其制备方法。所述共晶磷铝酸盐材料，其化学组成以摩尔比计，SiO2：Al2O3：P2O5＝0

【技术实现步骤摘要】
一种共晶磷铝酸盐材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于分子筛领域，具体涉及一种共晶磷铝酸盐材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]分子筛是一类多孔的结晶材料，广泛应用于炼油、催化等化工领域。不同的孔道结构体现了不同的吸附、催化等宏观性能，而不同结构的分子筛也已被合成出来。目前发现的已知结构的分子筛种类达250多种(包括局部无序的)。由于分子筛具有均一规则的孔道，且孔道尺寸与有机小分子属于同一量级，在化学反应中因而可以对进入分子筛内部的分子根据分子的空间尺寸进行“筛分”，从而获得一定的选择性吸附和催化择形效果。分子筛的骨架通常由配位四面体(TO4)通过共顶点(一般为氧原子)连接而成。对于常规沸石分子筛来说，骨架中的四面体主要为硅氧四面体和铝氧四面体，这两种四面体也可以分别被其它的四面体所取代，从而形成许多各种骨架结构或者各种骨架组成的分子筛。
[0003]1971年，Flanigen等人(Molecular Sieve Zeolites
‑
I，ACS，Washingtom D.C)报道了磷酸铝分子筛的合成，可理解为沸石分子筛中的硅氧四面体被磷氧四面体取代而形成了分子筛。该类分子筛的骨架通过AlO4‑
和PO
4+
共氧原子连接而成，整个分子筛骨架呈现出电中性。类似于沸石分子筛，磷酸铝分子筛中的铝氧四面体或者磷氧四面体也可以被其它的四面体所取代，其中最为常见的是硅氧四面体和锌氧四面体，由于这些四面体的引入，赋予了磷酸铝型分子筛新的特性。相比沸石分子筛，磷酸铝分子筛的人工合成研究比较晚。在水热合成条件下，混合铝、硅和磷的氧化物得到了与方沸石(analcime)，菱沸石(chabazite)，钙十字沸石
‑
交沸石(phillipsite
‑
harmotome)，L型分子筛，A型分子筛和B型分子筛等具有相同晶体结构的硅磷铝分子筛，其中磷的含量为5％～25％(以P2O5计)，但没有发现有别于已知沸石分子筛结构的分子筛。1982年的美国专利US 4310440使用有机胺或者季铵类化合物作为模板剂，水热合成出了一系列的磷酸铝分子筛，它们包括：AlPO4‑
5，AlPO4‑
8，AlPO4‑
9，AlPO4‑
11，AlPO4‑
12，AlPO4‑
14，AlPO4‑
16，AlPO4‑
17，AlPO4‑
18，AlPO4‑
20，AlPO4‑
21，AlPO4‑
22，AlPO4‑
23，AlPO4‑
25，AlPO4‑
26，AlPO4‑
28，AlPO4‑
31等。随着对分子筛结构、性能及合成方法、条件等因素认识的不断深入及合成技术的不断进步，新结构的分子筛在不断地被合成出来。对于磷铝分子筛的合成，有机模板剂的种类是决定其结构的关键因素之一。到目前为止，有机胺仍是磷铝分子筛合成中应用最为广泛的模板剂。相比硅铝沸石分子筛，磷铝分子筛的工业应用还不多见，目前仅有少数分子筛获得了实际工业应用如：SAPO
‑
34和SAPO
‑
11分子筛。Jiao等人(Feng Jiao，Jinjing Li，Xiulian Pan，et al.Science，2016，351，1065
‑
1068)报道了SAPO分子筛作为合成气制烯烃反应中的耦合催化剂的一部分，获得了较好的催化效果。Su等人(Su，J.，Zhou，H.，Liu，S.et al.Syngas to light olefins conversion with high olefin/paraffin ratio using ZnCrOx/A1PO
‑
18bifunctional catalysts.Nat Commun 10，1297(2019).)揭示了由磷铝型分子筛与金属氧化物制备的双功能催化剂在合成气直接转化制高烯烃烷烃比的烯烃中具有出色表现，由以上可以看出分子筛的具有很大的工业应用潜力。
[0004]由于不同的孔道结构和元素组成决定了磷酸铝盐材料特有的物化和催化性能，不同的磷酸铝盐材料在在吸附或反应中各自保持着自己的特性，所以共晶磷酸铝盐材料的开发可以弥补单一磷铝酸盐材料自身性质的不足，因而共晶磷铝酸盐材料的研究开发显得尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种现有技术中未涉及的一种共晶磷铝酸盐材料及其制备方法。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种共晶磷铝酸盐材料，其化学组成以摩尔比计，SiO2∶Al2O3∶P2O5＝0
‑
0.10∶0.88
‑
1.30∶1，所述共晶磷铝酸盐材料的XRD图谱包含在2θ为4.60
±
0.05至5.70
±
0.05之间出现宽峰；在2θ为7.20
±
0.1，10.81
±
0.1，11.60
±
0.1，14.32
±
0.1，21.39
±
0.1，21.83
±
0.1，27.31
±
0.1，28.72
±
0.1处出现X射线衍射峰，其中2θ为7.20
±
0.1处为最强峰。
[0007]进一步地，所述共晶磷铝酸盐材料的XRD图谱中，在2θ为7.20
±
0.1，10.81
±
0.1，11.60
±
0.1，14.32
±
0.1，21.39
±
0.1，21.83
±
0.1，27.31
±
0.1，28.72
±
0.1处出现X射线衍射峰即SCM
‑
38分子筛的特征峰，其中，SCM
‑
38分子筛的特征峰中2θ为7.20
±
0.1处为最强峰，SCM
‑
38分子筛是一种新型分子筛；在2θ为4.60
±
0.05至5.70
±
0.05之间出现宽峰为另一新型晶体材料即晶体材料B的特征峰。
[0008]进一步地，所述共晶磷铝酸盐材料的XRD图谱包含如下表所示的X射线衍射峰：
[0009][0010][0011]进一步地，所述共晶磷铝酸盐材料，其化学组成以摩尔比计，SiO2∶Al2O3∶P2O5＝0
‑
0.10：0.88
‑
1.30∶1，优选地，SiO2∶Al2O3∶P2O5＝0
‑
0.09∶0.88
‑
1.30∶1。
[0012]进一步地，所述共晶磷铝酸盐材料为SCM
‑
38分子筛与晶体材料B的共晶材料，其中
SCM
‑
38分子筛占共晶磷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共晶磷铝酸盐材料，其特征在于，所述共晶磷铝酸盐材料的化学组成以摩尔比计，SiO2：Al2O3：P2O5＝0
‑
0.10：0.88
‑
1.30：1，所述共晶磷铝酸盐材料的XRD图谱包含在2θ为4.60
±
0.05至5.70
±
0.05之间出现宽峰；在2θ为7.20
±
0.1，10.81
±
0.1，11.60
±
0.1，14.32
±
0.1，21.39
±
0.1，21.83
±
0.1，27.31
±
0.1，28.72
±
0.1处出现X射线衍射峰，其中2θ为7.20
±
0.1处为最强峰。2.按照权利要求1所述的共晶磷铝酸盐材料，其特征在于，所述共晶磷铝酸盐材料的化学组成包括，以摩尔比计：SiO2：Al2O3：P2O5＝0
‑
0.09：0.88
‑
1.30：1。3.按照权利要求1所述的共晶磷铝酸盐材料，其特征在于，所述共晶磷铝酸盐材料的XRD图谱包含如下表所示的X射线衍射峰：2θ(
°
)相对强度，[(I/I0)
×
100]7.20
±
0.110010.81
±
0.15
‑
8011.60
±
0.15
‑
8014.32
±
0.15
‑
8021.39
±
0.15
‑
8021.83
±
0.15
‑
8027.31
±
0.15
‑
8028.72
±
0.15
‑
80。4.按照权利要求1
‑
3任一所述的共晶磷铝酸盐材料，其特征在于，所述共晶磷铝酸盐材料为SCM
‑
38分子筛与晶体材料B的共晶材料，其中SCM
‑
38分子筛占共晶磷铝酸盐材料质量的70％
‑
99％，进一步为75％
‑
96％，晶体材料B占共晶磷铝酸盐材料质量的1％
‑
30％，进一步为4％
‑
25％。5.权利要求1
‑
4任一所述的共晶磷铝酸盐材料的制备方法，包括：a)将磷铝酸盐前驱体、有机碱R1、有机物R2、氟源和水以及任选的铝源A、任选的硅源混合，得到合成母液；b)步骤a)所述合成母液晶化，制得共晶磷铝酸盐材料；其中，所述有机碱R1为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种；所述有机物R2为6
‑
N,N
‑
二甲胺基己基
‑2‑
羟乙基二甲基溴化铵、N,N,N,
’
N
’‑
四甲基己二胺、三乙胺或环己胺中的一种或多种；所述磷铝酸盐前驱体具有如式“Al2O3：xP2O
5”所示的化学组成，其中，0.8≤x≤2；所述的磷铝酸盐前驱体的XRD图谱主要包括如下表所示的X射线衍射峰：2θ(
°
)相对强度，[(I/I0)
×
100]7.59
±
0.210...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜利，乔健，袁志庆，王振东，付文华，陶伟川，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：