AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及多级孔整体式分子筛技术领域，具体涉及一种AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛及其制备方法与应用。本发明专利技术以含氟的整体式介孔

【技术实现步骤摘要】
AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及多级孔整体式分子筛
，具体涉及一种AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]分子筛材料由于具有规则的孔道结构、可调变的活性位、良好的水热稳定性、高表面积、大孔容等特性在催化、吸附以及分离等领域具有重要的应用。然而，分子筛的微孔在提供择形的同时也会带来物质扩散问题。构筑多级孔分子筛，可以缩短传质路径，暴露更多的活性位，是解决扩散限制问题的有效途径。
[0004]实际工业应用中，为了减小床层压降、获得均匀的流体分布、承受温度或压力变化所带来的热或力的冲击，需要向粉末状分子筛中加入黏结剂进行成型。然而，黏结剂的加入降低了催化剂中活性组分的含量，而且容易造成分子筛微孔/介孔/大孔的堵塞，对催化反应带来不利的影响。因此，发展无黏结剂直接合成自支撑的整体式多级孔分子筛具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法与应用，所述AEL结构的多级孔整体式磷酸硅铝分子筛同时具有微孔和介孔，并且具有机械强度高、耐磨损、压降小、传质速率高等特点，从而有效的提高其催化活性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术以含氟的整体式介孔-大孔磷酸硅铝凝胶为前驱体，以与凝胶具有较强作用的低共熔溶剂为反应介质，并且新型低共熔溶剂提供结构导向剂，在离子热条件下制备具有AEL结构的多级孔整体式磷酸硅铝分子筛。
[0007]具体地，本专利技术的技术方案如下所述：
[0008]在本专利技术的第一方面，提供一种AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法，在环氧丙烷参与下，将反应原料铝源、磷源、氟源、PEG400和硅源制备成水凝胶，将所得水凝胶干燥，得到整体式磷酸硅铝干凝胶，将干凝胶置于离子液体与多元醇组成的低共熔溶剂中，加热晶化合成AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛。
[0009]在本专利技术的第二方面，提供一种第一方面所述方法制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛。
[0010]在本专利技术的第三方面，提供一种第一方面所述AEL结构整体式多级孔磷酸硅铝分子筛在长链烷烃异构化催化反应中的应用。
[0011]本专利技术的具体实施方式具有以下有益效果：
[0012]以含氟的整体式介孔-大孔磷酸硅铝凝胶为前驱体，采用与凝胶具有较强作用的低共熔溶剂为反应介质，并且新型低共熔溶剂提供结构导向剂，不需要使用介孔/大孔模板剂，具有操作步骤简单、成本低、环境友好、易于工业应用等优点；
[0013]制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛同时具有微孔和介孔，并且具有机械强度高、耐磨损、压降小、传质速率高等特点，从而有效的提高其在长链烷烃异构化中的催化活性。
附图说明
[0014]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0015]图1为本专利技术实施例1制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的XRD谱图。
[0016]图2(a)为本专利技术实施例1制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的氮气物理吸附脱附等温线；
[0017]图2(b)为本专利技术实施例1制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的BJH介孔分布。
[0018]图3为本专利技术实施例1制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的SEM照片。
[0019]图4为本专利技术实施例1和制备的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛和对比例1制备的 AEL结构磷酸硅铝分子筛在长链烷烃异构化反应中的催化性能示意图；
[0020]图4(a)为正十二烷转化率随温度的变化关系图；
[0021]图4(b)为目标产物异构体的收率和裂化副反应的收率图。
具体实施方式
[0022]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
[0024]AEL结构磷酸硅铝分子筛具有一维椭圆10元环直孔道，孔径尺寸为0.40nm
×
0.65nm，该类型分子筛在催化、吸附、分离等方面具有良好的性能。整体式多级孔分子筛的制备通常可以分为模板法和凝胶预成型法两种策略，与模板法相比，凝胶预成型法不需要使用介孔/大孔模板剂，具有操作步骤简单、成本低、环境友好、易于工业应用等优点。
[0025]以离子液体或低共熔溶剂作为溶剂和结构导向剂来合成多孔材料的方法称为离子热合成。与传统水热和溶剂热合成相比，离子热合成具有蒸汽压低等特点，其在微孔分子筛合成中具有某些独特的优势。
[0026]本专利技术的一种实施方式中，提供一种AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法，在环氧丙烷参与下，将反应原料铝源、磷源、氟源、PEG400和硅源制备成水凝胶，将所得水凝胶干燥，得到整体式磷酸硅铝干凝胶，将干凝胶置于离子液体与多元醇组成的低
共熔溶剂中，加热晶化合成AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛。
[0027]在一种具体的实施方式中，AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法包括如下步骤：
[0028]1)向去离子水中依次加入铝源、磷源、氟源、PEG400和硅源，在冰浴中搅拌均匀后逐滴加入环氧丙烷(PO)，超声除去气泡后制得水凝胶；
[0029]2)将所得水凝胶放入模具中干燥，干燥温度为60～120℃，干燥时间为2～12h，即可得到整体式磷酸硅铝干凝胶；
[0030]3)将制得的整体式磷酸硅铝干凝胶置于离子液体与多元醇组成的低共熔溶剂中加热晶化，整体式磷酸硅铝干凝胶与低共熔溶剂的质量比为1：2.0～50.0，晶化温度为120～200℃，晶化时间为0.5～12h；
[0031]4)晶化结束后，分离固体产物，室温～120℃条件下干燥2～12h；然后在空气条件下 400～600℃焙烧2～12h，得到AEL结构多级孔整体式分子筛。
[0032]在一种更为具体的实施方式中，步骤1)所述水凝胶中Al2O3：P2O5：SiO2：HF：PEG400： PO：H2O的摩尔比例为1：0.2～5.0：0.1～2.0：0.02～0.5：0.001～0.02：2.0～10.0：5.0～100。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法，其特征在于，在环氧丙烷参与下，将反应原料铝源、磷源、氟源、PEG400和硅源制备成水凝胶，将所得水凝胶干燥，得到整体式磷酸硅铝干凝胶，将干凝胶置于离子液体与多元醇组成的低共熔溶剂中，加热晶化合成AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛。2.如权利要求1所述的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)整体式磷酸硅铝干凝胶制备：向去离子水中依次加入铝源、磷源、氟源、PEG400和硅源，在冰浴中搅拌均匀后逐滴加入环氧丙烷(PO)，超声除去气泡后制得水凝胶；将所得水凝胶进行干燥，即可得到整体式磷酸硅铝干凝胶；2)将整体式磷酸硅铝干凝胶置于离子液体与多元醇组成的低共熔溶剂中，加热晶化，晶化结束后，分离固体产物，干燥焙烧后制得AEL结构整体式多级孔磷酸硅铝分子筛。3.如权利要求1所述的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法，其特征在于，所述硅源为白炭黑、水玻璃、硅溶胶、正硅酸乙酯中的一种；或者，所述磷源为磷酸，所述磷酸浓度为70～99wt％；优选的，所述磷酸浓度为85wt％；或者，所述氟源为氢氟酸；所述氢氟酸浓度为30～70wt％；优选的，所述氢氟酸浓度为40wt％。4.如权利要求1所述的AEL结构多级孔整体式磷酸硅铝分子筛的制备方法，其特征在于，所述离子液体为咪唑基双阳离子离子液体；优选的，所述咪唑基双阳离子离子液体为C
n
(Mim)2]
2+
[Br-]
2 (n＝4,5,6)；或者，所述多元醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶硕，厉晓蕾，李露，张翔宇，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：