[發明專利]一種LTA型磷酸硅鋁分子篩的合成方法及由其制備的催化劑

在審

• 申請號: 201810542679.5
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108722476A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 魏瑩;林宇彤;郭可;王苗
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;C01B37/08;C01B39/54;C07C1/20;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明涉及一種LTA型磷酸硅鋁分子篩的合成方法及由其制備的催化劑。合成分子篩過程為：將磷源，鋁源，硅源，氟源以及季銨堿或氨水加入到離子液體中，在攪拌下使其混合均勻得到初始反應混合物，然后置于反應釜中，在110～280℃下晶化1～180小時；晶化產物經過過濾，洗滌，烘干，得到具有LTA結構的磷酸硅鋁分子篩原粉。本發明為離子熱法合成，采用季銨堿或氨水作為共模板劑，反應可在常壓或較低自生壓力下進行，晶化產物具有良好結晶度和酸性特征的LTA型磷酸硅鋁分子篩。本發明還涉及該LTA結構的磷酸硅鋁分子篩在含氧化合物轉化制低碳烯烴反應中的催化應用。

技術領域

本發明涉及一種具有LTA結構的磷酸硅鋁分子篩及其制備方法。本發明還涉及上述材料在含氧化合物轉化制低碳烯烴反應中的催化應用。

背景技術

分子篩材料由于其規則的孔道結構,可調變的孔道組成以及獨特的理化性質，被廣泛應用于催化，離子交換，分離，吸附等領域。自從1982年，美國聯合碳化物公司(UCC)成功合成出一系列磷鋁分子篩及其衍生物以來(US4310440)，磷酸鋁分子篩及其雜原子取代衍生物一直是材料界和催化領域的研究熱點之一。其中，具有LTA拓撲結構的磷酸硅鋁分子篩SAPO-42，由于其適宜的孔道結構和酸性質，在甲醇制烯烴(MTO)反應中呈現出較好的催化性能。

SAPO-42(LTA)分子篩，擁有獨特的由SOD籠以簡單立方形式排列而形成的三維骨架結構，其骨架由PO₂⁺，AlO₂^-和SiO₂四面體交替連接組成，孔徑為0.41×0.41nm，籠大小1.105×1.105nm，屬于小孔分子篩。SAPO-42分子篩可廣泛應用于催化，分離等領域。

1984年，美國聯合碳化物公司采用水熱合成法首次合成SAPO-n系列分子篩(US4440871)，這其中包括了磷酸硅鋁分子篩SAPO-42。2004年，Morris，R.E.等人發展了一種磷酸鋁分子篩的離子熱合成方法(Nature430,1012-1016(2004))。與傳統的水熱方法相比，離子熱合成法可以在常壓下進行，消除了反應過程中溶劑自生高壓帶來的安全隱患；并且在合成過程中，離子液體可作為溶劑和模板劑；反應后離子液體可回收利用。2013年，中國海洋石油總公司報道了采用離子熱法連續合成SAPO-42分子篩的方法(CN103553074)，在合成中所采用的共模板劑均為有機胺，包括二正丙胺，二乙胺，三乙胺和1,6己二胺中的一種或多種，而且專利中并未就SAPO-42分子篩中硅摻雜的程度和分子篩酸性進行說明，也不包含SAPO-42分子篩的催化應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有LTA結構的磷酸硅鋁分子篩及其在甲醇制低碳烯烴反應中的應用。

為實現上述目的，本發明采用離子熱合成，采用季銨堿/氨水作為共模板劑，通過電荷匹配協同效應，有效促進了離子熱合成LTA結構分子篩過程中硅原子的摻雜，所合成的LTA磷酸硅鋁分子篩具有獨特的酸性特征，在甲醇制低碳烯烴反應中表現出非常優異的催化性能。

一種LTA結構的磷酸硅鋁分子篩，其特征在于，化學組成為：

mR·nT·uQ·(Si_xAl_yP_z)O₂