AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，其特征在于将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液混合得到混合液，所述混合液经晶化、过滤、洗涤、干燥、焙烧，制得AFI结构的多级孔磷酸铝分子筛；其中，所述矿化剂为含氟的化合物，所述铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂及离子液按Al2O3：P2O5：F‑：微孔模板剂：离子液计，其摩尔比为1：(0.25～8)：(0.05～4)：(0.25～10)：(5～100)。上述AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，晶化的温度更宽，制备的条件更为宽松，从而更有利于本发明专利技术的实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磷酸铝分子筛的制备方法，特别是涉及一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法。
技术介绍
磷酸铝分子筛是由磷氧四面体[PO4]和铝氧四面体[AlO4]严格交替构成的，骨架具有电中性，不需要额外的阳离子来平衡骨架电荷。其中AlPO4-5作为磷酸铝分子筛的代表，具有十二员环的一维孔道结构，是AFI结构，属于六方晶系。但是AlPO4-5的孔径在0.7～0.8nm,属于微孔(孔径在2nm以下)分子筛，微孔分子筛由于孔道结构的限制，会产生很强的扩散阻力，进而引起催化剂的失活以及反应速率的下降。因此，如何减少微孔分子筛扩散阻力对传质的影响，提高催化剂的利用效率成为人们普遍关注的一个问题。通过引入介孔(孔径介于2nm-50nm之间)，制备同时含有微孔和介孔的多级孔分子筛是解决上述问题的一种有效方法。目前，多级孔分子筛的制备主要包括双模板法、后处理法、水热合成法和溶剂合成法，其中双模板法可以合成相对有序的介孔，但额外的介孔模板剂增加了反应的成本和工序；后处理法是一种相对简单、成本较低的合成多级孔分子筛的方法，但无论是脱硅还是脱铝均会导致分子筛结晶度的降低以及微孔的损失，并且脱硅或脱铝的程度很难把控；水热合成法和溶剂合成法需要在高温高压条件下进行，存在一定的安全隐患，并且晶化时间较长。离子热法是一种以离子液体或低共熔物为反应介质合成分子筛的合成方法,可以在接近常压下进行，克服了常规液相合成体系高压带来的安全隐患及操作上的困难，是一种高效、安全的分子筛合成新方法。专利公开号为CN103708499A的中国专利申请公开了一种多级孔杂原子磷酸铝分子筛的制备方法，采用微波辐射加热方式，以低共熔体为反应溶剂，在170℃下制备了MnAlPO-5分子筛。然而实施条件苛刻，例如其晶化温度窄，限制了该方法的实施。
技术实现思路
基于此，有必要针对溶剂选择范围小，晶化温度窄的技术问题，本专利技术提出一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，溶剂的选择范围更广，晶化的温度更宽，从而有利于本专利技术的实施。本专利技术提出的一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，其中，将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液在一定的温度下混合得到混合液，所述混合液经晶化、过滤、洗涤、干燥、焙烧，制得AFI结构的多级孔磷酸铝分子筛；其中，所述矿化剂为含氟的化合物，所述铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂及离子液按Al2O3：P2O5：F-：微孔模板剂：离子液计，其摩尔比为1：(0.25～8)：(0.05～4)：(0.25～10)：(5～100)，所述温度为80～120℃。在其中一个实施例中，所述铝源为氧化铝。在其中一个实施例中，所述磷源为磷酸、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸氢二铵中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述微孔模板剂为有机胺，所述有机胺为二正丙胺、三正丙胺、三乙胺中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述离子液为咪唑类离子液。在其中一个实施例中，所述离子液为1-丁基-3甲基溴化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑碘化咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液混合是将所述铝源、所述磷源、所述矿化剂、所述微孔模板剂以间隔的方式加入到离子液中搅拌混合，所述间隔的方式是指将一种物质加入到离子液后间隔一定时间间隔再加入另一种物质，所述时间间隔为10～60min。在其中一个实施例中，所述晶化是将所述混合液在200～350℃条件下反应5～30min。在其中一个实施例中，所述焙烧是将经过干燥后的产物在500～550℃条件下焙烧2h以上。本申请还提供了一种上述方法制得的AFI结构多级孔分子筛。上述AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，晶化的温度更宽，制备的条件更为宽松，从而更有利于本专利技术的实施。上述AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，离子液选择的范围广，采用的离子液体液相范围更宽，合成时间更短，是一种更高效、简单可行的方法。上述AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，采用离子热法制备多级孔磷酸铝分子筛，离子液同时作为反应溶剂和介孔模板剂，无需添加介孔模板剂，操作流程简单、成本低、安全性高等优点，并且合成过程中无酸碱废液排放，离子液体可回收利用，绿色环保。附图说明图1为本专利技术实例1制备的分子筛A1的XRD谱图。图2为本专利技术实例1分子筛A1的扫面电镜照片。图3为本专利技术实例1制备的分子筛A1的N2物理吸脱等温线与孔径分布图。图4是本专利技术实例1分子筛A1的透射电子显微镜照照片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术的AFI结构多级孔磷酸铝分子筛制备方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出的一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，其中，将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液在一定的温度下混合得到混合液，所述混合液经晶化、过滤、洗涤、干燥、焙烧，制得AFI结构的多级孔磷酸铝分子筛；其中，所述矿化剂为含氟的化合物，所述铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂及离子液按Al2O3：P2O5：F-：微孔模板剂：离子液计，其摩尔比为1：(0.25～8)：(0.05～4)：(0.25～10)：(5～100)，所述温度为80～120℃。所述铝源为能提供铝离子的物质，例如是氧化铝，优选为介孔氧化铝。所述磷源为能提供磷离子的物质，优选为磷酸、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸
氢二铵中的一种或几种。所述微孔模板剂为起到制备微孔模板作用的物质，优选为有机胺，所述有机胺可以是二正丙胺、三正丙胺、三乙胺中的一种或几种。所述矿化剂为可以起到矿化作用的物质，优选为含氟化合物，例如可以是氢氟酸、氟化钙、氟化钠、氟化钾。所述离子液(Room temperature ionic liquids,RTILs)是指在室温或近于室温下呈现液态的由离子构成的物质，又称为室温熔融盐，所述离子液优选为咪唑类离子液体，优选为含1-丁基-3-甲基咪唑化合物，例如可以是1-丁基-3甲基溴化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑碘化咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐中的一种或几种。优选的，所述将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液混合是将所述铝源、所述磷源、所述矿化剂、所述微孔模板剂以间隔的方式加入到离子液中搅拌混合，所述间隔的方式是指将一种物质加入到离子液后间隔一定时间间隔再加入另一种物质，所述时间间隔优选为10～60min。以间隔的方式可以使反应更加充分，避免晶格缺陷的产生。所述离子液、所述铝源、所述磷源、所述矿化剂和所述模板剂可以以任意顺序混合；所述离子液、所述铝源、所述磷源、所述矿化剂和所述模板剂可以分批次混合；所述离子液、所述铝源、所述磷源、所述矿化剂和所述模板剂混合时的所述时间间隔可以不相同。所述晶化是指将混合液在一定温度下结晶。优选在200～350℃条件下晶化5～60min；优选的，通过马弗炉或微波辐射加热至200～350℃。优选的，晶化后的产物转移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，其特征在于将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液在一定的温度下混合得到混合液，所述混合液经晶化、过滤、洗涤、干燥、焙烧，制得AFI结构的多级孔磷酸铝分子筛；其中，所述矿化剂为含氟的化合物，所述铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂及离子液按Al2O3：P2O5：F‑：微孔模板剂：离子液计，其摩尔比为1：(0.25～8)：(0.05～4)：(0.25～10)：(5～100)，所述温度为80～120℃。

【技术特征摘要】
1.一种AFI结构多级孔磷酸铝分子筛的制备方法，其特征在于将铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂、离子液在一定的温度下混合得到混合液，所述混合液经晶化、过滤、洗涤、干燥、焙烧，制得AFI结构的多级孔磷酸铝分子筛；其中，所述矿化剂为含氟的化合物，所述铝源、磷源、矿化剂、微孔模板剂及离子液按Al2O3：P2O5：F-：微孔模板剂：离子液计，其摩尔比为1：(0.25～8)：(0.05～4)：(0.25～10)：(5～100)，所述温度为80～120℃。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述铝源为氧化铝。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述磷源为磷酸、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸氢二铵中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述微孔模板剂为有机胺，所述有机胺为二正丙胺、三正丙胺、三乙胺中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述离子液为咪唑类离子液。6.根据权利要求5所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，孙忠强，张建，韩韶昌，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33