專(zhuān)利名稱(chēng)：一種以哌嗪為模板劑合成sapo-34分子篩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅磷酸鋁分子篩SAP0-34的合成，具體講是以哌嗪為模板劑，合成結(jié)晶度較高，晶體顆粒較大的SAP0-34分子篩。
背景技術(shù)：
硅磷酸鋁分子篩SAP0-34由P04，AlO4和SiO4四面體構(gòu)成三維骨架結(jié)構(gòu)，SAP0-34分子篩具有中等強(qiáng)度的酸性中心，同時(shí)具有八元環(huán)小孔結(jié)構(gòu)，在甲醇制低碳烯烴反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。合成SAP0-34分子篩可采用多種模板劑，如四乙基氫氧化銨、異丙胺、二丙胺、哌唆、嗎啉、三乙胺、二乙胺等以及它們的混合物。一般認(rèn)為，模板劑在分子篩合成過(guò)程中起結(jié)構(gòu)導(dǎo)向、電荷匹配和空間填充作用，模板劑的種類(lèi)對(duì)合成的分子篩結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)等的影 響很大，文獻(xiàn)Top. Catal. 2003，24，I報(bào)道了三乙胺、四乙基氫氧化銨、1，3，3-三甲基-6-氮雜雙環(huán)[3.2. I]辛烷，其在菱沸石籠中只能存在一個(gè)離子(分子)；環(huán)己胺、嗎啉、哌啶及其衍生物在SAP0-34的菱沸石籠結(jié)構(gòu)單元中只能存在二個(gè)離子(分子)。而現(xiàn)有SAP0-34合成路線(xiàn)中硅源的用量遠(yuǎn)高于此，因此分子篩結(jié)構(gòu)中大量的硅組成通過(guò)硅與硅連接之間連接起來(lái)，以“硅島”的形式存在，影響質(zhì)子酸中心數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以哌嗪為模板劑合成SAP0-34分子篩，通過(guò)單晶解析發(fā)現(xiàn)菱沸石籠中存在兩個(gè)哌嗪分子，哌嗪分子又名二氮己環(huán)，兩個(gè)氮原子提供了兩個(gè)正電荷，那么相當(dāng)于在一個(gè)菱沸石籠中有四個(gè)正電荷，由電荷匹配原理在主客體之間相互作用上的應(yīng)用可知骨架上將產(chǎn)生更多的質(zhì)子酸中心，使得SAP0-34分子篩在催化反應(yīng)中的活性更高，為工業(yè)發(fā)展帶來(lái)更好的前景。本發(fā)明經(jīng)過(guò)下述步驟將鋁源、磷源、硅源、有機(jī)模板劑和水混合均勻制成合成凝膠，成膠時(shí)的溫度為15 35°C，然后將該合成凝膠在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產(chǎn)品。本發(fā)明以磷酸為磷源，擬薄水鋁石為鋁源，硅溶膠為硅源，哌嗪為模板劑，反應(yīng)物料按照以下摩爾配比合成凝膠Al2O3 H3PO4 SiO2 R H2O =1.0 2.0 O. I I. O I. 8 50 150。本發(fā)明方法中，優(yōu)選的是將合成膠體在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果是以哌嗪為模板劑合成的SAP0-34分子篩，其骨架上將產(chǎn)生更多的質(zhì)子酸中心，使得SAP0-34分子篩在催化反應(yīng)中的活性更高，為工業(yè)發(fā)展帶來(lái)更好的前景。下面結(jié)合附圖
與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖I本發(fā)明實(shí)施例I所述的產(chǎn)品的粉末X射線(xiàn)衍射圖(XRD)。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例I所述的產(chǎn)品的電鏡照片(SEM)。
具體實(shí)施方案實(shí)施例I在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例2 在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于190°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例3在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于200°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例4在20°C，用18mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例5在20°C，用12mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例6在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于170°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例7在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，I. 32mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。實(shí)施例8在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，O. 22mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應(yīng)釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種以哌嗪為模板劑合成SAP0-34分子篩的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下述步驟將鋁源、磷源、硅源、有機(jī)模板劑和水混合均勻制成合成凝膠，成膠時(shí)的溫度為15 35°C，然后將該合成凝膠在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產(chǎn)品，其中所述的磷源、鋁源、硅源、有機(jī)模板劑的加入順序是按照鋁源、磷源、硅源、有機(jī)模板劑的順序或者磷源、鋁源、硅源、有機(jī)模板劑的順序，物料的摩爾比為Al2O3 H3PO4 SiO2 R H2O =1.0 2.0 0. I I. 0 I. 8 50 150。
2.按照權(quán)利要求I所述的硅磷酸鋁分子篩的合成方法，其特征在于鋁源為擬薄水鋁石，磷源為磷酸，硅源為硅溶膠，有機(jī)模板劑為哌嗪。
3.按照權(quán)利要求I所述的硅磷酸鋁分子篩的合成方法，其特征在于合成凝膠在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以哌嗪為模板劑合成SAPO-34分子篩的方法。以磷酸為磷源，擬薄水鋁石為鋁源，硅溶膠為硅源，哌嗪為模板劑，將磷酸，鋁源，硅源，有機(jī)模板劑，水按照Al2O3∶H3PO4∶SiO2∶R∶H2O＝1.0∶2.0∶0.1～1.0∶1.8∶50～150的摩爾比例制成合成凝膠，將該膠體在180℃和自生壓力下水熱晶化5-6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產(chǎn)品。采用本發(fā)明方法得到結(jié)晶度較高，晶體顆粒較大的SAPO-34分子篩產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C01B39/54GK102795640SQ20121033743
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者李牛, 趙慧茹, 丁月, 項(xiàng)壽鶴 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)