一种SCM-30分子筛及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种SCM-30分子筛及其合成方法，通过采用包含如下摩尔比的化学组成：Al2O3:xSiO2：yP2O5，其中0≤x≤0.25，0.75≤y≤1.25，得到的分子筛SCM-30的XRD衍射数据如表1所示，2θ角在5-30

【技术实现步骤摘要】
一种SCM-30分子筛及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种SCM-30分子筛及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多孔材料是一类具有规则孔结构的固态化合物，按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，多孔材料可以按它们的孔直径分为以下三类：孔径小于2nm的材料为微孔材料(micropore materials)；孔径在2至50nm之间的材料为介孔材料(mesopore materials)；孔径大于50nm的材料为大孔材料(macropore materials)，沸石分子筛孔道直径一般在2nm以下，因此被归类为微孔材料，以选择性吸附为主要特征，其独特的孔道体系使其具有筛分不同尺寸分子的能力，这也是这类材料被称之为“分子筛”的原因。且该类材料内部孔腔尺寸分布范围广和拓扑学结构的丰富多样，被广泛地应用在吸附、非均相催化、各类客体分子的载体和离子交换等领域。
[0003]沸石分子筛为一种结晶的硅酸盐材料，一般由硅氧四面体[SiO4]4-和铝氧四面体[AlO4]5-通过共用氧原子连接而成，统称为TO4四面体(初级结构单元)，其中的硅元素也可以被其它元素，特别是一些三价或四价元素如Al、B、Ga、Ge、Ti等部分同晶取代，由于其结构和化学性质上的一些特殊性，沸石分子筛在催化，吸附以及离子交换等领域都具有广泛应用。决定分子筛应用性能的一个关键因素是其孔道或者笼穴特征，而这些特征是由分子筛的本征晶体结构所决定的，因而获得新晶体结构的分子筛对于开拓分子筛的应用来说具有非常重要的意义。
[0004]一些分子筛可以从自然界中获得，然而，大部分在催化领域获得实际应用的分子筛都是通过人工合成的方法来得到的。上世纪40年代，Barrer等首次在实验室中合成了自然界中不存在的人工沸石，在此后的近十余年里，Milton、Breck和Sand等人采用水热技术在硅铝酸盐凝胶中加入碱金属或碱土金属氢氧化物，制备出了A型、X型、L型和Y型沸石以及丝光沸石等；上世纪六十年代初，随着有机碱阳离子的引入，一系列全新结构沸石分子筛被制备出来，如ZSM-n系列ZSM-5(US 3702886)，ZSM-11(US 3709979)，ZSM-23(US 4076842)，ZSM-35(US 4016245)等)沸石分子筛。
[0005]1982年，美国联合碳化公司(UCC公司)的科学家S.T.Wilson与E.M.Flanigen等使用铝源、磷源以及有机模板剂成功的合成与开发出了一个全新的分子筛家族——磷酸铝分子筛AlPO
4-n，n代表型号(US 4310440)。两年以后，UCC公司在AlPO
4-n的基础上，使用Si原子部分替代AlPO骨架中的Al原子和P原子，成功的制备出了另一系列磷酸硅铝分子筛SAPO-n，n代表型号(US4440871、US4499327)。诸如，拓扑学结构为CHA的SAPO-34分子筛，该分子筛骨架结构类似菱沸石，属于立方晶系，结构基元是由AlO
2-、SiO2以及PO
2+
四面体组成，骨架中包含有椭球形超笼以及8-元环孔道的三维交叉结构，其8-元环孔道孔径约为0.38nm，超笼的孔口直径保持在0.43～0.50nm之间因具有适合的质子酸性、较大的比表面积、较好的吸附性能、较好的热稳定性、良好的水热稳定性以及孔道结构对低碳烯烃的择型选择性极佳等，使其作为甲醇制低碳烯烃(MTO)的催化剂用于该反应中，表现出了很好的催化活性以及选
择性，其初始转化率可以达到100％，双烯(乙烯和丙烯)选择性可以达到80％以上，C5以上产物量非常少。而拓扑学结构为ERI的SAPO-17分子筛因其的微观拓扑结构以及适中的布朗斯特德酸中心(“Zeolite catalysis in the conversion of methanol into olefins”，J.J.Spivey，G.F.Froment，W.J.H.Dehertog，A.Marchi，J.Catalysis,1992，9，1)，有科研工作者将其作为MTO(甲醇制备烯烃)催化剂，美国专利US 4499327表明，以水作为稀释剂，重时空速不超过1h-1
的条件下，SAPO-17分子筛在相同转化条件下比SAPO-34和SAPO-56具有更高的乙烯和丙烯之比。文献【“SAPO-17分子筛的合成、表征及催化性能研究”，李满枝，徐军，韩丽，陈宜俍，李兆飞，阎立军，化工新型材料，2015，43，166】和文献【“Conversion of Methanol to Light Olefins over Sapo-17 Molecular Sieve”，S.Nawaz，S.Kolboe，M.Studies in Surface Science and Catalysis，1994，81，393】也使用了SAPO-17作为甲醇制烯烃反应的催化剂，在大量稀释剂存在以及低空速(低于1h-1
)的条件下也获得了较高的乙烯对丙烯之比。
[0006]目前已知拓扑学结果的分子筛均是采用水热或溶剂热合成的办法被制备出来的。一个典型的水热或溶剂热合成法的主要步骤是首先将金属源、非金属源、有机模板剂、溶剂等反应物均匀混合，得到初始溶胶即晶化混合物，然后再将该晶化混合物置于聚四氟乙烯为内衬、不锈钢为外壁的反应釜中，密闭后在一定的温度和自生压力下进行晶化反应，如同地球造岩的过程，即分子筛晶体从晶化混合物中沉淀出来的过程。具体以合成硅磷铝类SAPO-17分子筛举例来说，所述反应混合物包含骨架反应物(例如二氧化硅溶胶、磷酸和氧化铝)和结构导向剂(SDA)和水混合均匀，静置或动态放置于固定温度的烘箱(190-220℃)数天，用以进行晶化反应。当晶化反应完成时，过滤出含有ERI分子筛的固体产物，烘干备用。值得一提的是，在合成SAPO-17分子筛的过程中，一般用小环状胺类物质作为模板剂，之后陆续有如奎宁环(“Silicon and Aluminum Ordering of Zeolites:Interpretation of Silicon-29NMR Data for Faujasite and ZK4”，M.T.Melchior，G.D.Stucky，F.G.Dwyer，Intrazeolite Chemistry，1983，218，79)，哌啶(“Microporous aluminophosphate number 17 with encapsulated piperidine，topological similarity to erionite”，J.J.Pluth，J.V.Smith，J.M.Bennett，Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications，1986，42，283)和环己胺(“Multinuclear MAS NMR study of the microporous aluminophosphate AlPO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCM-30分子筛，其特征在于，所述分子筛具有如表1所示的XRD衍射数据：表12θ(
°
)相对强度,[(I/I0)
×
100]9.80
±
0.210-2013.80
±
0.15-5019.77
±
0.150-10023.29
±
0.15-5025.01
±
0.0520-8027.63
±
0.055-50。2.根据权利要求1所述的分子筛，其特征在于，所述分子筛具有如表2所示的XRD衍射数据：表22θ(
°
)相对强度,[(I/I0)
×
100]9.80
±
0.210-2013.80
±
0.15-5014.72
±
0.120-8019.77
±
0.150-10020.60
±
0.110-2022.41
±
0.110-2023.29
±
0.15-5025.01
±
0.0520-8027.63
±
0.055-5029.74
±
0.055-5035.48
±
0.0210-2040.15
±
0.0210-20。3.根据权利要求1或2所述的分子筛，其特征在于，所述分子筛具有如表3所示的XRD衍射数据：表32θ(
°
)相对强度,[(I/I0)
×
100]9.80
±
0.210-2013.80
±
0.15-5014.09
±
0.120-8014.72
±
0.120-8019.77
±
0.150-10020.60
±
0.110-2022.41
±
0.110-2023.29
±
0.15-50
24.42
±
0.15-5025.01
±
0.0520-8027.63
±
0.055-5029.74
±
0.055-5032.26
±
0.0220-8032.97
±
0.025-5035.48
±
0.0210-2040.15
±
...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔健，袁志庆，赵胜利，付文华，王振东，滕加伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：