一种SAPO-11分子筛的常压合成方法技术

本发明专利技术属于SAPO‑11分子筛技术领域，公开了一种SAPO‑11分子筛的常压合成方法。所述方法为将水、铝源、磷源、有机胺、硅源与碳材料按特定摩尔比例顺序加入容器中并搅拌制备溶胶，在微波条件下，将所述溶胶加热晶化，得到分子筛SAPO‑11；所述水、铝源(以Al

【技术实现步骤摘要】
一种SAPO-11分子筛的常压合成方法
本专利技术涉及SAPO-11分子筛，特别涉及一种SAPO-11分子筛的常压合成方法。
技术介绍
SAPO-11分子筛具有良好的异构化催化活性，已在汽油改质和柴油脱蜡等石油化工领域得到了广泛研究。SAPO-11分子筛具有一维直孔道结构，正构烷烃可以在晶粒外表面孔口位置发生异构反应，生成异构烃，而且SAPO-11分子筛酸性质温和，不易引发异构烃发生裂化反应，能够提高异构烃收率。SAPO-11分子筛的常用合成手段为水热合成法，高温条件下(通常>180℃)，水蒸气自生成压力高，这对合成设备提出了较高的质量要求，增加了设备费用；此外，该高温合成法势必引发小晶粒的聚集现象，形成的SAPO-11颗粒尺寸大，外比表面暴露率低，降低异构化反应活性。羟基自由基可有效促进分子筛成核、加快分子筛生长过程，大多研究者是通过向合成体系引入紫外光照、过氧化物、晶种球磨处理手段，促进羟基自由基的产生，实现温和快速的分子筛合成路线，但是上述现有方法势必提高分子筛合成工序的复杂程度。针对上述方法的缺陷，本专利技术提供一种新的利用羟基自由基加快合成SAPO-11分子筛的方法，以克服常用水热合成方法中存在的各种技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的SAPO-11分子筛合成方法复杂、合成成分较高的技术问题，本专利技术提供了一种SAPO-11分子筛的常压合成方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:一种SAPO-11分子筛的常压合成方法，其特征在于:将水、铝源、磷源、有机胺、硅源与碳材料按特定摩尔比例顺序加入容器中并搅拌制备溶胶，在微波条件下，将所述溶胶加热晶化，得到分子筛SAPO-11；所述水、铝源(以Al2O3计)、磷源(以P2O5计)、有机胺、硅源(以SiO2计)与碳材料的摩尔比例为(60-120):1.0:1.0:(1.1-1.4):(0.2-1.0):(0.01-0.50)。在本专利技术中，专利技术人向水热体系中加入晶种和超低浓度碳材料，以微波加热取代常规烘箱加热方法。碳材料作为介孔模板加入到分子筛合成体系中，通过高温煅烧除去碳材料，在分子筛产物中留下介孔-大孔结构，可降低大分子反应物/产物在SAPO-11分子筛微孔中的扩散阻力。专利技术起初专利技术人试图在微波条件下，将碳材料作为催化剂，诱发空气产生羟基自由基，羟基自由基显著加快沸石分子筛的成核，但是专利技术人发现此方法最终会导致SAPO-11分子筛的无法合成，专利技术人甚至一度放弃了最终的想法，但是随着试验的进行，专利技术人惊喜的发现，巧妙的调整碳材料比例含量，就能够最终合成成品SAPO-11分子筛。本专利技术采用低比例碳材料结合微波条件，将碳材料充当介孔模板剂，赋予分子筛等级孔道结构，降低了大分子反应物/产物在SAPO-11分子筛微孔中的扩散阻力，同时，在不增加合成工序复杂度的前提下，在微波条件下，将低比例的碳材料作为催化剂，诱发空气产生羟基自由基，并可调控羟基自由基浓度，使其顺利合成分子筛SAPO-11，降低反应能垒，缩短分子筛合成诱导期，显著加快沸石分子筛的成核；究其原因，专利技术人猜测可能是因为过高的碳材料投料造成羟基自由基浓度偏高，反而会影响结构单元自主装过程，无法合成分子筛产物。本专利技术提供的晶化后的晶化产物需要进行后续处理，比如用去离子水洗涤、干燥和焙烧等操作，即可得分子筛SAPO-11，更为优选的，所述洗涤用去离子水和晶化产物的质量比为2-7:1；所述干燥的温度为80-100℃，所述干燥的时间为6-10h；所述焙烧的温度为450-650℃，所述焙烧的时间为4-8h。作为优选，专利技术人向水热体系中加入晶种，使其协同碳材料，进一步缩短沸石分子筛的合成诱导期，并进一步抑制杂晶的生成，所述晶种可为SAPO-11分子筛原粉，在所述溶胶制备过程中加入晶种，所述水、铝源(以Al2O3计)、磷源(以P2O5计)、有机胺、硅源(以SiO2计)、晶种和碳材料的摩尔比例为(60-120):1.0:1.0:(1.1-1.4):(0.2-1.0):(0.03-0.30):(0.01-0.50)。本专利技术所述的原材料可以采用本领域常用的材料，作为优选，比如所述的铝源可以为拟薄水铝石或异丙醇铝的一种或两种；所述磷源可为磷酸；所述有机胺可为二正丙胺和二异丙胺中的一种或两种；所述硅源为酸性硅溶胶；所述碳材料可为生物炭、活性炭、石墨烯、氧化石墨烯、乙炔黑的一种或几种。作为优选，所述搅拌得时间为2-8h；所述晶化的温度为80-100℃，晶化的时间为4-24h。本专利技术所述水可以采用去离子水，也可采用其他本领域常用水，作为优选，所述微波条件下的微波功率为200-1000W。本专利技术提供了一种SAPO-11分子筛的常压合成方法，能够实现在低温、常压条件下合成SAPO-11分子筛。值得一提的是，本专利技术所用超低浓度碳材料在微波条件下，既能作为模板剂，赋予分子筛等级孔道结构，又能作为催化剂，诱发空气产生羟基自由基，调控羟基自由基浓度，使其顺利合成分子筛SAPO-11，降低反应能垒，显著加快沸石分子筛的成核，缩短分子筛合成诱导期；另外，本专利技术提供的合成方法温和，同时能够有效避免常用水热合成法带来的分子筛SAPO-11引发的小晶粒聚集现象，本专利技术采用的常压合成方法得到的分子筛SAPO-11能够有效抑制小晶粒的聚集现象，使分子筛SAPO-11的外比表面暴露率大，从而能够进一提高异构化反应活性。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的SAPO-11分子筛的XRD谱图；图2为本专利技术实施例2提供的SAPO-11分子筛的XRD谱图；图3为本专利技术实施例2所提供的SAPO-11分子筛的SEM图；图4为本专利技术对比例1的不同碳材料合成产物的XRD谱图；图5为本专利技术对比例2合成产物的XRD谱图。具体实施方式本专利技术公开了一种SAPO-11分子筛的常压合成方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术当中。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1按去离子水、薄水铝石(以Al2O3计)、磷酸(以P2O5计)、有机胺二正丙胺、硅溶胶和生物炭为90:1.0:1.0:1.1:0.4:0.10的摩尔比例顺序加入烧杯中，搅拌8h后获得晶化前驱体，将所得晶化前驱体转移至晶化釜内，微波功率为600w条件下，于100℃下晶化8h后(操作压力为10100pa)，得到晶化产物；用质量为晶化产物4倍的去离子水对其进行洗涤和过滤，然后于100℃进行干燥6h，在650℃下焙烧8h，对得到AEL结构的SAPO-11分子筛进行X射线衍射，分析其衍射图谱XRD，详见图1，从图1中可看出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SAPO-11分子筛的常压合成方法，其特征在于:将水、铝源、磷源、有机胺、硅源与碳材料按特定摩尔比例顺序加入容器中并搅拌制备溶胶，在微波条件下，将所述溶胶加热晶化，得到分子筛SAPO-11；/n所述水、铝源(以Al

【技术特征摘要】
1.一种SAPO-11分子筛的常压合成方法，其特征在于:将水、铝源、磷源、有机胺、硅源与碳材料按特定摩尔比例顺序加入容器中并搅拌制备溶胶，在微波条件下，将所述溶胶加热晶化，得到分子筛SAPO-11；
所述水、铝源(以Al2O3计)、磷源(以P2O5计)、有机胺、硅源(以SiO2计)与碳材料的摩尔比例为(60-120):1.0:1.0:(1.1-1.4):(0.2-1.0):(0.01-0.50)。


2.如权利要求1所述的常压合成方法，其特征在于:所述晶化后的晶化产物用去离子水洗涤、干燥和焙烧，即得分子筛SAPO-11。


3.如权利要求1或2所述的常压合成方法，其特征在于:在所述溶胶制备过程中加入晶种，所述水、铝源(以Al2O3计)、磷源(以P2O5计)、有机胺、硅源(以SiO2计)、晶种和碳材料的摩尔比例为(60-120):1.0:1.0:(1.1-1.4):(0.2-1.0):(0.03-0.30):(0.01-0.50)；所述晶种为SAPO-11分子筛原粉。


4.如权利要求1或2或3所述的的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毓翔，郑德将，逄锦慧，李露，刘仕伟，于世涛，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37