[发明专利]合成分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成铝磷酸金属盐(MeAPO)分子筛的方法，尤其是合成铝磷酸硅(SAPO)分子筛的方法。

背景技术

制备铝磷酸金属盐如MeAPSO、EIAPSO和MeAPO的方法是本领域众所周知的，归属于所谓的非沸石型分子筛类[参见E.M.Flanigen、B.M.Lok、R.L.Patton、S.T.Wilson所著的《沸石科学和技术的新进展》(Y.Murakemi等编辑。Elsevier，Amsterdam)第103页(1986)]。这些非沸石型分子筛本文称为MeAPO分子筛，具有经氧原子键连的AlO₄、MeO_x和PO₄四面体骨架。骨架中的负电荷与其中所包含的可交换质子或阳离子如碱金属或碱土金属离子平衡。晶体骨架所形成孔道的空隙能使MeAPO按与铝硅酸盐分子筛如沸石类似的方式用作分子筛。

因此，许多类似于铝硅酸盐沸石的具有AlPO₄成分的微孔骨架结构可以合成出来，被称为ALPO型。通过用金属(Me)取代Al³⁺和P⁵⁺形成上述金属型材料已制备出一系列改性材料。尽管ALPO型结构是中性骨架，但以“a”小于5的Me^a+取代P⁵⁺时，会使骨架上带有负电荷。通过选择适当的阳离子，可将其转化为催化活性。但是取代也可能会导致交换容量不相称的下降。取代进入ALPO结构的金属的确切性质很复杂且变动很大，取决于ALPO/MeAPO的拓扑结构和制备方法两个方面(参见D.Barthomeuf发表于J.Phys.Chem.第97期10092页(1993)和D.Barthomeuf发表于Zeolites第14期394页(1994)的文章)。其结果是可通过选择适当合成方法来制备优选催化剂。

由于MeAPO骨架中Me的分布会影响催化活性，因此MeAPO的催化活性取决于球体的组成和Me分布两个方面。以NMR技术为基础可以对Si⁴⁺很好地证实这一点。对于某些取代型材料来说，当MeAPO中Me含量较低时，显示其金属原子主要是孤立存在的。但是，当Me含量提高时，开始出现金属岛，即Me处于相邻网格位置为金属原子而不是铝或磷的位点。这些金属岛会导致分子筛催化活性的损失，且当使用昂贵金属如镓和锗时，会增加催化剂的成本。

因此，最好是提高MeAPO中的金属含量而又不会形成不期望的金属岛，以提高催化活性和选择性。

发明内容

为克服先有技术的许多固有缺点，本发明提供一种合成MeAPO分子筛的方法。

本方法包括下列步骤：准备一种氧化铝源、一种磷源、水和一种适合形成MeAPO分子筛的模板；准备一种包括金属粒子的金属(Me)源，金属粒子所测最大尺寸等于或小于5纳米；准备一种能溶解金属源的水溶性有机溶剂；由氧化铝源、磷源、水、模板、金属源和溶剂形成一个合成混合物；并由合成混合物形成MeAPO分子筛。理想的情况是金属为硅且MeAPO是一种铝磷酸硅分子筛。

本发明的另一个具体方案是针对一种包括SAPO分子筛的同晶球形颗粒。颗粒粒径测得为从0.5微米到30微米。颗粒进一步包括所测最大尺寸为从0.05微米到1微米的晶体。颗粒最好是通过前述方法制成。颗粒最好是一种SAPO-34分子筛。

由下面的详细描述、附图和所附权利要求书可很明显地看出本发明的其它优点和应用。

附图说明

图1示出一个通过本发明方法形成的另一种SAPO-34分子筛的5000×倍率放大的电镜图；

图2示出一个通过本发明方法形成的另一种SAPO-34分子筛的5000×放大倍率的电镜图；和

图3示出一个通过本发明方法形成的另一种SAPO-34分子筛的5000×倍率放大的电镜图。

具体实施方式