[发明专利]一种AlPO4-34磷酸铝分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷酸铝分子筛的合成方法，具体讲是磷酸铝分子筛AlPO₄-34的无氟合成方法。通过加入含氟AlPO₄-34晶种，合成过程不加氟，从而得到氟含量极低的AlPO₄-34产品，达到环保的目的，对其工业化生产有着潜在的价值。

背景技术

文献报道，磷酸铝分子筛AlPO₄-34的骨架由P、Al、O、F元素构成，部分Al与F形成配位，属于三斜晶系，晶胞尺寸为a＝0.90纳米，b＝0.93纳米，c＝0.95纳米，其结构类似国际沸石学会命名的CHA结构，具有八元环开口的笼形孔道系统。AlPO₄-34的骨架中，部分Al与F形成六配位，Al-F键会在350℃左右断开，整个骨架转化为CHA结构。目前的合成方法全部要在合成过程中加入氟化氢，利用F离子很强的配位能力，使得Al与F形成配位，以稳固AlPO₄-34的骨架结构。氢氟酸易挥发，且对设备有强烈的腐蚀性，故使用氢氟酸合成AlPO₄-34分子筛在工业化生产中既不安全也不环保，很大程度的阻碍了AlPO₄-34分子筛的扩大化生产。

发明内容

本发明的目的在于优化AlPO₄-34磷酸铝分子筛的合成方法，通过加入含氟的AlPO₄-34晶种，改变合成条件，从而在合成过程中不使用氟化氢而得到AlPO₄-34分子筛产品。

本发明是经过下述步骤：先将铝源、磷源、有机模板剂、晶种和水或者铝源、磷源、晶种、有机模板剂和水混合均匀制成合成胶体，成胶时的温度为15～35℃。然后将该合成胶体在160～200℃和自生压力下水热晶化36～180小时，收集、洗涤和干燥即得产品。

本发明铝源是以Al₂O₃计，磷源是H₃PO₄计，有机模板剂用R表示。反应物料按照以下摩尔配比合成胶体：Al₂O₃∶H₃PO₄∶R∶H₂O＝0.5∶1.0∶1.0～3.0∶25～100，优选Al₂O₃∶H₃PO₄∶R∶H₂O＝0.5∶1.0∶1.5～3.0∶25～75；晶种质量为0.02～0.1克/1摩尔铝原料，优选0.05～0.07克/1摩尔铝原料。

本发明方法中，所说的磷源为磷酸；铝源为拟薄水铝石、异丙醇铝、氢氧化铝、氧化铝以及铝的盐类；有机模板剂为吗啉、哌啶和吡啶；晶种为用氟化氢合成的AlPO₄-34晶体，或用本发明得到的含氟量较低的AlPO₄-34晶体。

本发明方法中，优选磷酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，吗啉为模板剂，晶种为用氟化氢合成的AlPO₄-34晶体。

本发明方法中，所说的磷源、铝源、晶种与有机模板剂的加入顺序是按照铝源、磷源、晶种、有机模板剂的顺序，或铝源、磷源、有机模板剂、晶种的顺序，或磷源、铝源、有机模板剂、晶种的顺序，或磷源、铝源、晶种、有机模板剂的顺序，或晶种、有机模板剂、铝源、磷源的顺序，或铝源、晶种、有机模板剂、磷源的顺序加入。

本发明方法中，优选的是将合成胶体在180～200℃和自生压力下水热晶化48～120小时，然后收集、洗涤和干燥即得产品。

本发明的有益效果是：在本发明所提供的AlPO₄-34分子筛的合成方法中，不使用氢氟酸，合成出的分子筛产品与用氢氟酸合成的AlPO₄-34晶体结构相同。

下面结合附图与实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例1所述的产品AlPO₄-34的SEM照片

图2是本发明实施例1所述的产品AlPO₄-34的粉末X射线衍射图(XRD)。

图3是本发明实施例2所述的产品AlPO₄-34的粉末X射线衍射图(XRD)。

图4是本发明实施例3所述的产品AlPO₄-34的粉末X射线衍射图(XRD)。

具体实施方式

实施例1