【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料，尤其涉及一种zon结构磷酸铝分子筛及其合成方法和应用。
技术介绍
1、磷酸铝(alpo)分子筛起源于1982年，由美国联合公司(union carbide corp)最早合成。作为分子筛材料中的重要成员之一，alpo分子筛凭借其规则的孔道、丰富的孔分布及优异的稳定性，使其在催化剂载体、吸附分离、吸附式储能等领域表现出色。例如，alpo-11(ael)可以担载pt用以烷烃的异构化反应，alpo-42(lta)和emm-8(sfo)在水吸附储能领域表现出众，ulm-6在co2/ch4及co2/n2的吸附选择性上分别达到了15.5及29.1。alpo骨架可看作[alo4]和[po4]同过共享氧桥连接形成的三维骨架，骨架的al/p≈1，属于中性骨架。因此，alpo材料在吸附领域的性能通常取决于结构。
2、目前，在ch4/n2吸附分离领域，小孔的uio-7(zon结构，8/6/4元环)分子筛展现出了可观的吸附量和分离比。但uio-7的合成始终需要借助氟化物(四甲基氟化铵或氢氟酸)作为矿化剂，模板剂通常为四甲基氢氧化铵(tmaoh)氟化物对合成设备有着较强的腐蚀性。
技术实现思路
1、鉴于以上问题，本专利技术提供了一种zon结构磷酸铝分子筛及其合成方法和应用，可解决分子筛合成过程中氟化物具有腐蚀性的技术问题。
2、一方面，本专利技术提供了一种zon结构磷酸铝分子筛的合成方法，所述方法包括以下步骤：
3、s1：将铝源、水、磷源、主模板剂tm
4、其中，tma+为四甲基铵化物，co-sda为不同于tma+的有机胺试剂；
5、s2：步骤s1中的所述初始凝胶在密闭条件下晶化，得到具有zon结构的磷酸铝uio-7分子筛原粉。
6、可选地，步骤s1中，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂tma+和共模板剂co-sda的摩尔比为：
7、al2o3:h2o:p2o5:tma+:co-sda＝0.5～1.5:10～100:0.5～1.5:0.5～2.0:0～2.0；
8、
9、其中，铝源的摩尔数以al2o3的摩尔数计，水的摩尔数以h2o自身的摩尔数计，所述磷源的摩尔数以p2o5的摩尔数计，主模板剂tma+的摩尔数以tma+自身的摩尔数计，共模板剂co-sda的摩尔数以自身的摩尔数计。
10、可选地，步骤s1中，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂tma+和共模板剂co-sda的摩尔比为：
11、al2o3:h2o:p2o5:tma+:co-sda＝0.8～1.2:20～100:0.8～1.2:0.8～2.0:0.5～2.0。
12、
13、可选地，步骤s1中，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂tma+和共模板剂co-sda的摩尔比为：
14、al2o3:h2o:p2o5:tma+:co-sda＝1.0:40～60:1.0:0.5～1.0:1.0～1.5。
15、
16、可选地，步骤s1中，所述晶种的加入量为al2o3与p2o5总质量的1～20wt％。
17、可选地，步骤s1中，所述晶种的加入量为al2o3与p2o5总质量的5～20wt％。
18、可选地，步骤s1中，所述晶种的加入量选自1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％中的任意值或任意两者之间的范围值。
19、可选地，所述晶种选自uio-7晶种。
20、本专利技术步骤s1中的uio-7晶种可采用现有方法合成，也可以使用步骤s1和步骤s2合成的分子筛原粉，还可以将该分子筛原粉经过焙烧后作为晶种。
21、可选地，步骤s1中，所述主模板剂tma+选自四甲基氢氧化铵(tmaoh)、四甲基氯化铵(tmacl)、四甲基溴化铵(tmacl)和四甲基碘化铵(tmai)中的至少一种。
22、可选地，步骤s1中，所述共模板剂co-sda选自二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、四乙基氢氧化铵、丙胺、二丙胺、三丙胺、二异丙胺、正丁胺、吗啉、哌嗪、四甲基乙二胺、环己胺、环己亚胺、二乙醇胺以及1-[2-(2-羟基乙氧基)乙基]哌嗪中的至少一种。
23、优选地，所述共模板剂co-sda选自二乙胺、吗啉、三乙胺、二丙胺和正丁胺中的至少一种。
24、可选地，步骤s1中，当所述主模板剂tma+选自四甲基溴化铵、四甲基氯化铵和四甲基碘化铵中的至少一种时，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂tma+和共模板剂co-sda的摩尔比为：
25、al2o3:h2o:p2o5:tma+:co-sda＝0.5～1.5:10～100:0.5～1.5:0.5～2.0:0.5～2.0。
26、
27、即当本专利技术初始凝胶中所述tma+采用tmacl、tmacl和tmai中的一种或组合时，初始凝胶中的co-sda的摩尔比不低于0.5(大于等于0.5)才能合成分子筛。
28、本专利技术采用主模板剂tma+和共模板剂co-sda加晶种(共模板方法)合成方法，所得uio-7的产品收率通常大于70wt％。
29、可选地，步骤s1中，当所述共模板剂co-sda的加入量为0时，所述主模板剂tma+为四甲基氢氧化铵，且所述初始凝胶中的各组分摩尔比为：al2o3:h2o:p2o5:tma+＝0.5～1.5:10～100:0.5～1.5:1.5～2.0，且所述晶种的加入量为al2o3与p2o5总质量的1～20wt％；所述晶种选自uio-7晶种。
30、即当本专利技术初始凝胶中co-sda的加入量为0时，tma+选自tmaoh时(tmaoh+晶种)，初始凝胶中的tmaoh的摩尔比不低于1.5(大于等于1.5)，且晶种添加的条件下，也可以合成得到uio-7且产品收率约为30wt％。
31、可选地，步骤s1中，所述铝源选自拟薄水铝石、氧化铝、氢氧化铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、磷酸铝以及氯化铝中的至少一种。
32、优选的，所述铝源选自拟薄水铝石、氢氧化铝、异丙醇铝和氧化铝中的至少一种。
33、可选地，步骤s1中，所述磷源选自正磷酸、亚磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷氧化物、有机磷试剂以及磷酸铝中的至少一种。
34、优选地，所述磷源正磷酸。
35、可选地，步骤s1中，所述铝源、所述水、所述磷源和所述主模板剂tma+预混合，得到混合物i；所述混合物i再与所述晶种和所述共模板剂co-sda混合，得到初始凝胶。
36、优选地，所述预混合时搅拌2h。
37、可选地，步骤s2中，将所述初始凝胶转移至自压反应釜中，于140～200℃下晶化1～24h，产物经过洗涤、离心、干燥后得到uio-7原本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤S1中，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂TMA+和共模板剂co-SDA的摩尔比为：
3.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤S1中，所述晶种的加入量为Al2O3与P2O5总质量的1～20wt％，所述晶种选自UiO-7晶种。
4.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤S1中，所述主模板剂TMA+选自四甲基氢氧化铵，四甲基溴化铵、四甲基氯化铵和四甲基碘化铵中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤S1中，当所述主模板剂TMA+选自四甲基溴化铵、四甲基氯化铵和四甲基碘化铵中的至少一种时，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂TMA+和共模板剂co-SDA的摩尔比为：
6.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在
7.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤S1中，所述铝源选自拟薄水铝石、氧化铝、氢氧化铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、磷酸铝以及氯化铝中的至少一种；
8.根据权利要求1所述的一种ZON结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤S1中，所述铝源、所述水、所述磷源和所述主模板剂TMA+预混合，得到混合物I；所述混合物I再与所述晶种和所述共模板剂co-SDA混合，得到所述初始凝胶；
9.一种ZON结构磷酸铝分子筛，其特征在于，所述分子筛是采用权利要求1～8任一项所述的方法合成的UiO-7分子筛。
10.权利要求1～8任一项所述的方法合成的分子筛或权利要求9所述的分子筛在吸附蓄热材料、热泵材料、制冷材料或气体吸附分离中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种zon结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种zon结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂tma+和共模板剂co-sda的摩尔比为：
3.根据权利要求1所述的一种zon结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述晶种的加入量为al2o3与p2o5总质量的1～20wt％，所述晶种选自uio-7晶种。
4.根据权利要求1所述的一种zon结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述主模板剂tma+选自四甲基氢氧化铵，四甲基溴化铵、四甲基氯化铵和四甲基碘化铵中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的一种zon结构磷酸铝分子筛的合成方法，其特征在于，步骤s1中，当所述主模板剂tma+选自四甲基溴化铵、四甲基氯化铵和四甲基碘化铵中的至少一种时，所述初始凝胶中的铝源、水、磷源、主模板剂tma+和共模板剂co-sda的摩尔比为：
6.根据权利要求1所述的一种zon结构磷酸铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：李卓成，田鹏，刘中民，
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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