一种利用高岭土制备SAPO-31分子筛的方法技术

本发明专利技术提供一种利用合成SAPO-31分子筛的方法，该方法以更廉价的、原料来源更广泛的天然矿物高岭土为合成原料，补充适量的铝源、磷源、硅源、模板剂等物料制备成凝胶混合物，经过老化、水热晶化、洗涤、干燥和焙烧等，得到SAPO-31分子筛，实现低成本合成分子筛的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及SAPO-31分子筛及其制备方法。
技术介绍
SAPO-31分子筛是具有十二元环一维孔道结构的硅铝磷酸盐，由于SAPO-31分子筛具有适宜的孔道结构尺寸、温和可调变的酸性，所以SAPO-31分子筛作为酸性载体担载贵金属/非贵金属制备的双功能催化剂在长碳链正构烷烃加氢异构化反应中表现出较好的催化活性和异构化选择性。SAPO-31分子筛通常以有机胺为模板剂，配以铝源、磷源和硅源，首先通过水热晶化法得到具有微孔相的有机胺/磷酸铝/硅复合体，然后通过焙烧除去模板剂(有机胺)而得到，其中硅源主要由硅溶胶、硅凝胶、活性二氧化硅和正硅酸乙脂；铝源主要由活性氧化铝、拟薄水铝石、氢氧化铝、磷酸铝和异丙醇铝；磷源一般采用85％的正磷酸，其他还有磷酸三乙脂和磷铝酸盐；模板剂主要有二乙基乙醇胺、三乙胺、二丙胺、三丙胺、二丁胺等。上述原料都为化工产品，这也是目前其生产成本较高的原因之一。如何降低分子筛的制造成本一直以来是本领域中研究热点及难点。近些年来已出现了一些方法以降低晶化合成分子筛的技术，但未见有利用天然矿物原料合成SAPO-31分子筛的研究报道。针对以上问题，本专利技术提供一种利用合成SAPO-31分子筛的方法，该方法以更廉价的、原料来源更广泛的天然矿物高岭土为合成原料，实现低成本合成分子筛的目的。
技术实现思路
本专利技术利用高岭土为原料提供至少部分铝源、硅源，并通过添加模板剂，水热晶化以制备SAPO-31分子筛，包括如下步骤：1、高岭土进行活化处理；优选活化处理方法包括酸化处理和与高温焙烧。其中酸化处理的条件为：用HNO3浸泡，酸浓度为10～60wt％，浸泡时间为1～24h。浸泡后将高岭土洗涤至中性，将酸化处理后的高岭土在500～1100℃焙烧1～10h，粉碎成小颗粒备用，优选颗粒直径小于50μm以提高其反应效率。、接着补充适量的铝源、磷源、硅源和模板剂及促进剂，在室温或加热条件下搅拌1-10小时，混合均匀得到初始凝胶；其中，铝源与磷源的质量比为（0.50~0.60）:1，硅源与磷源的质量比为（0.40~0.70）:1，有机模板剂与磷源的质量比为（0.50~0.80）:1，水与磷源的质量比为（2.0~4.0）:1；硅源、铝源、磷源均以SiO2、Al2O3、P2O5计本专利技术中分子筛结构单元内的硅和铝主要由高岭土提供，剩余部分由辅助铝源、硅源提供。辅助铝源为拟薄水铝石、氢氧化铝、活性氧化铝或铝矾土，优选为拟薄水铝石；可加入的辅助硅源为硅溶胶、硅凝胶、白碳黑、活性二氧化硅，优选为硅溶胶。磷源可为本领域常规的磷源，优选为85％磷酸硅酸。有机模板剂优选为有机胺，更优选为二正丁胺。促进剂可以为氯化钠、氯化钾。3、将步骤2得到的初始凝胶加入到晶化釜中，在150℃~200℃的温度下水化晶化2h~48h，冷却至室温，得到固液混合物，将得到的固液混合物经离心、洗涤后，在100℃~120℃的温度下干燥10h~24h，得到固体；优选在加入晶化釜前初始凝胶在室温或在加热的条件下进行老化，优选老化5-20小时，4、将步骤3得到的固体，在400℃~700℃的温度下，恒温焙烧2h~10h，自然冷却至室温，即得到了SAPO-31分子筛。本专利技术利用了资源丰富、价格低廉的天然高岭土，直接合成SAPO－31分子筛，与提供单一硅源和铝源的化工原料相比，可大大降低生产成本。高岭土中的硅和铝与其他成分可快速提供分子筛结构单元，提高了晶化反应速度，并且使SAPO-31分子筛具有可调的酸性密度及酸强度。具体实施方式下面通过实施例进一步仅示例性说明利用高岭土制备SAPO-31分子筛的方法，但本专利技术并不因此而受到任何限制。实施例1：本实施方式提供一种SAPO-31分子筛，采用煤系高岭土成分为：SiO2含量为43.78％，Al2O3含量为37.51，烧失量为17.23％，高岭土由50％硝酸酸化1小时，于1100℃煅烧5小时后粉碎为粒径小于10μm，补充85％磷酸、拟薄水铝石、40％硅溶胶和二正丁胺，其中铝源与磷源的质量比为0.6:1，硅源与磷源的质量比为0.5:1，二正丁胺与磷源的质量比为0.7:1，水与磷源的质量比为4:1，其中均以SiO2、Al2O3、P2O5计，在200℃的温度下晶化12h，冷却至室温，得到固液混合物，固液混合物经离心、洗涤干燥后，在700℃的温度下恒温焙烧5h，冷却至室温，得所述分子筛。实施例2：高岭土由50％硝酸酸化1小时，于1100℃煅烧5小时后粉碎为粒径小于10μm，补充85％磷酸、拟薄水铝石、40％硅溶胶和二正丁胺，使得铝源与磷源的质量比为0.5:1，硅源与磷源的质量比为0.4:1，二正丁胺与磷源的质量比为0.5:1，水与磷源的质量比为4:1，其中均以SiO2、Al2O3、P2O5计，在500r/min下搅拌混合，在30℃下老化5小时，在200℃的温度下水化晶化12h，冷却至室温，得到固液混合物，将得到的固液混合物经离心、洗涤后，在100℃的温度下干燥10h得到固体，在600℃的温度下焙烧2h~10h，自然冷却至室温，得所述分子筛。说明书中对本专利技术进行相应描述，但不局限于上述说明书描述及具体实施例，在没有脱离本专利技术精神或实质的情况下，可对先前描述的部分进行变化和/或修改。在权利要求书中对本专利技术的保护范围进行具体限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SAPO‑31分子筛的制备方法，包括如下步骤：1）高岭土进行活化处理，补充适量的铝源、磷源、硅源和模板剂，在室温或加热条件下搅拌，混合均匀得到初始凝胶；其中，铝源与磷源的质量比为（0.50~0.60）:1，硅源与磷源的质量比为（0.40~0.70）:1，有机模板剂与磷源的质量比为（0.50~0.80）:1，水与磷源的质量比为（2.0~4.0）:1；硅源、铝源、磷源均以SiO2、Al2O3、P2O5计;2）将步骤1）得到的初始凝胶加入到晶化釜中在150℃~200℃的温度下水化晶化2h~48h，冷却至室温，得到固液混合物，将得到的固液混合物经离心、洗涤、干燥后，在400℃~700℃的温度下，焙烧2h~10h，自然冷却至室温，即得到了SAPO‑31分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种SAPO-31分子筛的制备方法，包括如下步骤：
1）高岭土进行活化处理，补充适量的铝源、磷源、硅源和模板剂，在室温或加热条件下搅拌，混合均匀得到初始凝胶；其中，铝源与磷源的质量比为（0.50~0.60）:1，硅源与磷源的质量比为（0.40~0.70）:1，有机模板剂与磷源的质量比为（0.50~0.80）:1，水与磷源的质量比为（2.0~4.0）:1；硅源、铝源、磷源均以SiO2、Al2O3、P2O5计;
2）将步骤1）得...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，
申请(专利权)人：陈建，
类型：发明
国别省市：山东;37