[发明专利]一种制备TAPO-5分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种制备TAPO‑5分子筛的方法，步骤如下：将丁二酸、氯化胆碱和四乙基溴化铵置于研钵中，然后加入异丙醇铝，研磨混合均匀后转入三口烧瓶中，然后加入六氟钛酸铵、磷酸和氢氟酸，置于油浴锅内在105‑115℃下加热至固相完全溶解，将上述混合物置于微波合成仪中，微波辐射加热至165‑175℃，常压下晶化70‑90min，最后将反应混合物冷却至室温，加水稀释，滤出固体产物，洗涤，干燥得TAPO‑5分子筛原粉；将原粉在520‑540℃下焙烧5.5‑6.5h脱除模板剂，冷却即得。该方法简便、易操作，制备的TAPO‑5分子筛在苯乙烯的氧化制苯甲醛反应中表现出优异的催化性能，具有巨大的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种制备TAPO-5分子筛的方法。

背景技术

磷酸铝分子筛（AlPO-n）是分子筛的一个重要家族，由［AlO₄］和［PO₄］四面体通过氧桥严格交替连接构成，因其具有丰富的同晶取代性质，在多相催化、膜分离和微电子等领域有广泛的应用前景。TAPO-5是一种具有AFI结构的含钛磷酸铝分子筛，由于钛原子价态可变的性质，在以过氧化氢作为氧化剂的一系列有机物液相选择性氧化反应中表现出良好的催化性能。当前，TAPO-5分子筛主要采用水热法合成，这种方法晶化过程中产生较高的自生压力，晶化时间较长，不利于推广。因此，有必要探索新的制备方法来替代传统水热法。

微波辐射晶化法具有升温迅速而均匀等优点，因此在合成过程中晶化时间短、样品结晶度高，而且省去了低温老化程序。低共熔混合物可看作是离子液体的一个很好的替代选择，它的蒸汽压极低，而且是一类极性溶剂，这使得离子热法合成分子筛时可以借助微波辐射，并且可以在普通敞口容器中进行。微波辐射晶化法与低共熔体的有效结合解决了传统水热法制备效率低和安全性差的问题，此法开创了一条合成分子筛的新路线，同时也为制备新型材料开辟了新的途径。

苯甲醛是一种重要的有机中间体，被广泛应用于医药、农药、香料、染料以及树脂添加剂等领域。目前，甲苯氯化水解法、甲苯氧化法、苯甲醇氧化法是制备苯甲醛的主要方法，但这些方法存在工艺流程长、污染严重和产率低等缺点。苯乙烯催化氧化制备苯甲醛工艺，以H₂O₂作为氧化剂，其反应条件温和，对环境友好，符合绿色化工工艺的标准，成为了研究的热点。目前催化苯乙烯氧化反应的催化剂主要有金属及金属氧化物催化剂、分子筛催化剂、配合物催化剂、杂多酸等。其中分子筛催化剂以其较高的催化活性，绿色环保等优点受到了关注。一些以Ti为活性组分的分子筛催化剂如：TS-1、TiO₂/SiO₂、Ti-SBA-15、Ti-MCM-41等用于H₂O₂氧化苯乙烯制备苯甲醛工艺，取得良好的效果。然而，这些催化剂仍存在制备成本高、催化性能差等问题，需要开发新型催化剂实现苯甲醛的绿色、高效合成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备TAPO-5分子筛的方法。

本发明通过下面技术方案实现：

一种制备TAPO-5分子筛的方法，包括如下步骤：将25-35份丁二酸、20-30份氯化胆碱和4-6份四乙基溴化铵置于研钵中，然后加入20-30份异丙醇铝，研磨混合均匀后转入三口烧瓶中，然后加入7-9份六氟钛酸铵、10-20份磷酸和5-7份氢氟酸，置于油浴锅内在105-115℃下加热至固相完全溶解，将上述混合物置于微波合成仪中，微波辐射加热至165-175℃，常压下晶化70-90min，最后将反应混合物冷却至室温，加水稀释，滤出固体产物，用水和丙酮洗涤产物3-5次后，于85-95℃下干燥13-15h得TAPO-5分子筛原粉；将原粉在520-540℃下焙烧5.5-6.5h脱除模板剂，冷却即得；各原料均为重量份。

优选地，所述的方法中，置于油浴锅内在110℃下加热至固相完全溶解。

优选地，所述的方法中，微波辐射加热至170℃。