[发明专利]一种用磷酸预处理硅源合成SAPO-34分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅磷酸铝分子筛SAPO-34的合成，具体讲是先将硅源用磷酸进行热处理，再以三乙胺为模板剂，合成硅分布均匀的的SAPO-34分子筛。

背景技术

硅磷酸铝分子筛SAPO-34由PO₄，AlO₄和SiO₄四面体构成三维骨架结构，SAPO-34分子筛具有中等强度的酸性中心，同时具有八元环微孔结构，在甲醇制低碳烯烃反应中表现出优异的催化性能。

然而，在SAPO-34分子筛合成体系中，硅源的溶解性比较差，尤其当硅含量较高的时候，硅组份容易以不同大小“硅岛”的形式进入SAPO-34分子筛结构中，使得进入SAPO-34分子筛硅组份的含量、形态难以控制，造成了硅组份分布的不均匀，导致SAPO-34分子筛的催化性能不稳定。目前的研究是通过混合模板剂或者寻找新的模板剂的方法来调控硅在菱沸石笼中的形态(Microporous and Mesoporous Materials，2008，114，416；Microporous and Mesoporous Materials，2007，329，130)。

发明内容

本发明通过对硅源加以预处理的方法来合成性能稳定的SAPO-34分子筛。以三乙胺为模板剂合成SAPO-34分子筛，先将硅源用磷酸进行预处理，改变了硅源的分散程度，当硅含量提高时，仍然可以得到硅原子以Si(4Al)这一种形态存在的SAPO-34分子筛

本发明经过下述步骤：先将硅源用磷酸在200℃下预热处理3～4小时，将铝源、磷源与硅源的混合物、有机模板剂和水混合均匀制成合成凝胶，成胶时的温度为15～35℃，然后将该合成凝胶在200℃和自生压力下水热晶化1～2天，然后冷却、水洗、分离、室温晾干，既得产品。

本发明以磷酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，硅溶胶为硅源，三乙胺为模板剂，反应物料按照以下摩尔配比合成凝胶：Al₂O₃∶H₃PO₄∶SiO₂∶R∶H₂O＝1.0∶2.0∶(0.05～1.0)∶3.0∶(50～200)。

本发明方法中，优选的是将合成凝胶在200℃和自生压力下水热晶化1～2天，然后冷却、水洗、分离、室温晾干，既得产品。

本发明的有益效果是：对硅源进行预处理，改变硅源的分散程度，降低了硅岛的形成的可能，合成出硅分布均匀的SAPO-34分子筛，使得SAPO-34分子筛在催化反应中的寿命更长，为工业发展带来更好的前景。

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所述的产品的粉末X射线衍射图(XRD)。

图2是本发明实施例1所述的产品的²⁹Si固体核磁图(NMR)。

具体实施方案

实施例1

先将0.25mL硅源用1.75mL磷酸在200℃下预热处理3～4小时后冷却。在20℃，用10mL去离子水溶解1.74g拟薄水铝石粉末，再依次滴加磷源和硅源的混合物，4.65mL三乙胺，搅拌均匀后移入不锈钢反应釜中于200℃晶化1～2天，然后按常规的分子筛后处理方法，冷却，洗涤，干燥，收集产品。

实施例2

先将0.25mL硅源用1.75mL磷酸在200℃下预热处理3～4小时后冷却。在20℃，用10mL去离子水溶解1.74g拟薄水铝石粉末，再依次滴加磷源和硅源的混合物，4.65mL三乙胺，搅拌均匀后移入不锈钢反应釜中于180℃晶化1～2天，然后按常规的分子筛后处理方法，冷却，洗涤，干燥，收集产品。

实施例3

先将0.25mL硅源用1.75mL磷酸在200℃下预热处理3～4小时后冷却。在20℃，用10mL去离子水溶解1.74g拟薄水铝石粉末，再依次滴加磷源和硅源的混合物，4.65mL三乙胺，搅拌均匀后移入不锈钢反应釜中于170℃晶化1～2天，然后按常规的分子筛后处理方法，冷却，洗涤，干燥，收集产品。

实施例4

先将0.25mL硅源用1.75mL磷酸在200℃下预热处理3～4小时后冷却。在20℃，用20mL去离子水溶解1.74g拟薄水铝石粉末，再依次滴加磷源和硅源的混合物，4.65mL三乙胺，搅拌均匀后移入不锈钢反应釜中于200℃晶化1～2天，然后按常规的分子筛后处理方法，冷却，洗涤，干燥，收集产品。

实施例5