[发明专利]程序升温法快速合成小晶粒SAPO－43分子筛

说明书

技术领域

本发明是涉及一种快速制备小晶粒SAPO-43分子筛的方法，更具体的说是一种利用程序升温来制备小晶粒SAPO-43分子筛的方法。

背景技术

全球对于CO₂和H₂S等气体的脱除都是非常受关注的，每天都会产生很多新的有效的方法。但是其中许多应用的方案都的需要很高的能量来满足的。当在粗的天然气中存在CO₂和H₂S的情况下，要想脱除它们是非常困难的。这类气体会造成全球气候的变暖，酸雨的产生，所以其对人类生存环境的危害是非常大的。在现在应用的许多方案中，像通过膜分离吸收，蒸馏等气体洗涤过程，在某种程度上能达到脱除的目的，但是它也存在着低选择性和能量消耗大的缺点。现在美国大约有40000根分离柱在运行，其中在所有的化学分离中90％或更多的都是用来蒸馏来实现的。

从其他的气体中选择性脱除CO₂和H₂S通常是非常困难的，因为人多数可用的吸附剂同样的也吸附其它不需要的分子。这意味着我们吸附需要的分子的也吸附了大量的不需要的分子。对于这类选择性的吸附一直没有发现很好的吸附剂，直到后来SAPO-43的发现才解决了这个难题。对于CO₂和H₂S的脱附分离分子筛SAPO-43恰是一种具有合适尺寸和特征的多孔吸附剂。

SAPO-43是由Si，P，Al，O原子按照四面体配位形成的晶体微孔材料。这种排列会形成分子尺寸范围内的规则的孔道。SAPO-43是Gismondine构型中的一员，它有着八元环的孔道结构，孔径为0.45nm×0.31nm。SAPO-43有着一维的孔道结构，所以本身的结构决定了其热稳定性不高，完全脱除模板剂容易使得孔道塌陷。有文献报道可以部分的脱除模板剂从而保留部分的孔道米做为吸附剂脱除CO₂和H₂S等气体。

发明内容

本发明提供一种程序升温制备小晶粒SAPO-43分子筛的方法，它是快速合成小晶粒SAPO-43分子筛的方法。该分子筛可以用于将H₂S，CO₂等气体从其它的气体中选择性的脱除。

本发明的特点在于所制备的小晶粒SAPO-43分子筛可以在比较短的时间内快速合成，且合成的分子筛的晶粒大小是传统水热法所制备的分子筛大小的十分之一。同时大大的减少了模板剂异丙胺的用量从而降低了其对环境的污染。

分了筛的的合成步骤如下：

首先在室温搅拌的状态下将定量的磷酸加入到一定量的去离子水中，然后加入一定量的拟薄水铝石，搅拌约30分钟。待拟薄水铝石完全溶解之后缓慢加入定量的硅溶胶，继续搅拌30分钟，使得溶液充分混合。然后缓慢地加入一定量的异丙胺，之后继续搅拌3小时使溶液成凝胶状。然后将溶液置于聚四氟内衬的高压反应釜中，将反应釜放入能够程序升温的炉内。从室温开始以一定的升温速率升至160℃，在此温度保持5分钟，然后再以相对较低的升温速率升至200℃，并保持在200℃晶化24小时。待高压反应釜温度降至室温时取出反应釜，将产物水洗至中性，然后在烘箱内120℃干燥3小时得到白色的SAPO-43产物。

所述的磷酸为天津市光复科技发展有限公司生产的含量是85％的分析纯正磷酸。所述的拟薄水铝石为天津化工研究院产品Al₂O₃含量为75％。所述的硅溶胶为青岛海洋化工有限公司生产的含量为30％的酸性硅溶胶。所述的异丙胺为天津市光复科技发展有限公司生产的分析纯试剂含量99％。

采用本发明合成的小晶粒SAPO-43分子筛经XRD，TGA，SEM表征手段证实所合成的SAPO-43分子筛晶粒小，晶粒尺寸在2～5μm之间。附图1是合成的SAPO-43的X射线粉末衍射图，已证明合成的产物是纯相的SAPO-43。附图2是合成的SAPO-43的热重分析图，由此可以看出其稳定性不高，在350℃～480℃会失重，其对应于有机模板剂异丙胺的脱除。附图3是合成的SAPO-43的扫描电镜(SEM)照片，由扫描电镜照片可以石出本发明合成的SAPO-43的晶粒尺寸在2～5μm。对比于文献上合成的SAPO-43的晶粒尺寸在20～40μm之间，本发明合成的SAPO-43的晶粒大小要比其小一个数量级。

附图说明

附图1是合成的SAPO-43的X射线粉末衍射图。

附图2是合成的SAPO-43的热重分析图。