[發明專利]層狀結構SAPO分子篩材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410454041.8
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105460944A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 楊賀勤;劉志成;高煥新
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C01B37/08
• 分類號: C01B37/08;C01B39/54;B01J29/85;C07C11/04;C07C11/06;C07C1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種層狀結構SAPO分子篩及其制備方法。

背景技術

SAPO-34分子篩是美國聯合碳化物公司(UCC)開發的磷酸硅鋁系列的分子篩，其具有適宜的酸性和孔道結構、較大的比表面積、較好的吸附性能以及熱穩定性和水熱穩定性，目前可以說是促進甲醇制烯烴反應過程的最優催化劑。然而，作為一個典型的氣-固非均相反應，SAPO-34分子篩孔道內極易因內外擴散阻力而產生積碳，加上反應本身的強放熱特性，從而導致催化劑快速失活。

為解決以上問題，近年來研究者從孔結構和晶體尺寸等不同角度采取一系列手段來改善催化劑的性能，研究結果表明：多級孔結構的SAPO-34分子篩有利于催化性能的提高，特別是介孔的存在，它有利于縮短反應物及產物分子的擴散路徑，減弱擴散的限制(SelvinR.,HsuH.L，HerT.M.CatalysisCommunications[J],2008,10,169；BiY.Sh.，LüG.X..Chem.J.ChineseUniversities[J],2009,30(1),129)，以提高其在MTO反應中的抗積炭失活能力從而延長催化劑壽命。目前，有關多級孔結構SAPO-34分子篩的報道較少，主要有以下方法：陳璐等采用多功能長鏈有機硅烷為介孔模板劑一步合成了具有多級孔道和較低酸性的SAPO-34分子篩(陳璐，王潤偉，丁雙等.高等學校化學學報，2010，31(9)：1693-1696.)。Yang等以四乙基氫氧化銨(TEAOH)為介孔模板劑將干凝膠轉化為具有多級孔道的SAPO-34分子篩，相比傳統的SAPO-34在甲醇轉化制低碳烯烴(MTO)反應中表現出更高的催化活性(YangHeqin，LiuZhicheng，GaoHuanxin，etal.J.Mater.Chem.，2010，20：3227-3231.)。除此之外，Zhu和Liu等研究了以高嶺土和SBA-15為原料水熱一步法合成具有微孔-介孔多級結構的SAPO-34分子篩(ZhuJie，GuiYu，WangYao，etal.Chem.Commun.，2009，3282-3284；LiuYuanlin,WangLingzhi,ZhangJinlong,etal.MicroporousandMesoporousMaterials145(2011)150-156)。

盡管各國研究人員開發出眾多的多級孔結構分子篩的合成方法，但目前多級孔結構SAPO分子篩的制備仍是合成領域中的難點之一。由此可見，開發一種制備過程簡單，對環境友好并且具有較好傳質性能的多級孔結構硅磷鋁分子篩的制備方法是實現和擴大其實際應用的關鍵所在。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有的SAPO分子篩擴散性能較差的問題。本發明提供了一種新的多級孔結構SAPO分子篩，該材料具有較好的擴散性能。

本發明所要解決的技術之二是提供一種新的解決技術問題之一的多級孔結構的SAPO分子篩的制備方法。

本發明所要解決的技術之三是提供一種新的解決技術問題之一的多級孔結構的SAPO分子篩的用途。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種多級孔結構SAPO分子篩，其特征在于微孔孔徑分布為0.1～0.7納米；介孔孔徑分布為2～50納米；比表面積為100～1300m²·g^-1；孔容為0.05～1.5cm³·g^–1；介孔孔容1～90％，微孔孔容占1％～90％。

上述技術方案中，優選的技術方案為微孔孔徑分布在0.2～0.6納米；介孔孔徑分布為2.5～40納米；比表面積為200～1100m²·g^-1；孔容為0.1～1.4cm³·g^–1；介孔孔容10％～80％，微孔孔容占10％～80％。

為解決上述技術問題之二，本發明采用的技術方案如下：一種多級孔結構SAPO分子篩的制備方法，包括以下步驟：

a)首先將硅源在堿溶液中加熱回流數小時；