一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO-5分子筛的方法技术

本发明专利技术公开了一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO

【技术实现步骤摘要】
一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO
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5分子筛的方法


[0001]本专利技术属于精细化工和无机材料领域，具体涉及一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO
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5分子筛的方法。

技术介绍

[0002]凹凸棒土是指以水合镁铝硅酸盐为主要组分的一种具有独特的层链状结构的粘土矿物。我国于1976年首次在江苏六合小盘山等地发现凹凸棒土矿之后，相继在苏皖地区发现了大型凹凸棒土矿，尤其是安徽省明光市的涧溪、官山一带，已探明的矿藏储量、品位、年开采规模均居世界前列。据估计，我国的凹凸棒土储存量占全球总储存量的50％以上，储量大，价格低。目前，凹凸棒土主要在涂料、钻井泥浆、食用油脱色等方面得到广泛应用。但是，其开发利用水平比较低，凹凸棒土产品比较单调，附加值不高。因此，将凹凸棒土转化为具有高附加值的化学产品具有极大的经济价值和工业前景。
[0003]分子筛是重要的无机多孔功能材料，因其独特的孔道结构、可调的组成被广泛应用于吸附、催化、分离等领域，具有很大的价值。目前分子筛合成过程中使用的硅、铝源主要为工业级或者化学纯的原料，例如白炭黑、硅溶胶、铝酸钠等，原料成本相对较高。若能利用凹凸棒土作为合成分子筛的硅、铝源将凹凸棒土转化为分子筛，不仅可以降低分子筛合成的成本，而且有利于凹凸棒土的进一步开发利用，具有重要的意义。
[0004]SAPO
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5分子筛是具有独特晶体结构的新型微孔分子筛材料，其孔径为0.8nm，骨架呈现电负性，具有适中的质子酸性并且具有良好的热稳定性和水热稳定性，其在裂化反应、烷基化反应、芳构化反应、异构化反应、MTO反应等催化反应中有着巨大的应用潜力。利用凹凸棒土为原料制备SAPO
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5分子筛对发展SAPO
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5分子筛的合成方法、扩大凹凸棒土的利用范围意义重大。但是，目前相关报道较少。中国专利CN 109052428 A中公开过一种以非金属矿凹凸棒石为原料制备SAPO分子筛的方法，采用一步水热法，这种方法制备的SAPO
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5分子筛结晶度不高或者容易形成SAPO
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5与其它分子筛的混晶分子筛。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO
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5分子筛的方法，利用凹凸棒土作为硅源和部分铝源，通过两步水热处理，合成了高结晶度SAPO
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5分子筛；该方法降低了SAPO
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5分子筛的合成成本，同时将廉价的凹凸棒土转化成高附加值的分子筛功能材料具有较大经济价值，本专利技术公开的方法简单、易行，合成出的SAPO
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5分子筛结晶度高，催化性能好，因此具有较大的应用前景。
[0006]本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO
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5分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)将凹凸棒土、磷酸加入到蒸馏水中，混合均匀，于180～220℃水热反应8～24h，取出，冷却，得到混合液一；
[0009](2)向所述混合液一中加入铝源、三乙胺，剧烈搅拌至混合均匀，然后在180～220℃水热反应12～24h，所得固体产物经洗涤，过滤，干燥，焙烧，得到高结晶度SAPO
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5分子筛。
[0010]进一步地，所述蒸馏水、凹凸棒土、铝源、磷酸、三乙胺的质量之比为69.78：2.77～4.15：4.43～6.65：10.66～16.00：6.56～9.84。
[0011]步骤(2)中，所述剧烈搅拌的搅拌速度为200转/分钟以上。
[0012]步骤(2)中，所述焙烧的条件为在500～600℃空气气氛下焙烧4～8h。
[0013]所述的凹凸棒土的硅含量为50％～70％，铝含量为6％～15％。
[0014]所述磷酸为含量大于等于80％的正磷酸。
[0015]所述铝源为拟薄水铝石、氢氧化铝、三氧化二铝中的一种。
[0016]本专利技术还提供了根据所述的制备方法制备得到的高结晶度SAPO
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5分子筛，其结晶度高，无其它杂晶生成。
[0017]本专利技术还提供了所述高结晶度SAPO
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5分子筛在催化甲醇制烯烃中的应用，其作为催化剂的催化效率较高。
[0018]本专利技术通过两步水热处理充分活化凹凸棒土中的硅、铝元素，使其能够作为SAPO
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5分子筛合成的硅源和部分铝源充分参与SAPO
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5分子筛的晶化，从而合成出高结晶度纯相SAPO
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5分子筛。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：以廉价、分布广泛的天然粘土矿物凹凸棒土替代SAPO
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5分子筛合成的硅源和部分铝源，降低了SAPO
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5分子筛的合成成本，同时扩宽了凹凸棒土的利用范围；两步水热处理步骤简单、易行；制备出的SAPO
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5分子筛结晶度高，晶型好，催化性能优越。
附图说明
[0020]图1为实施例1(A)、实施例2(B)、对比例1(C)、对比例2(D)所得SAPO
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5分子筛的XRD谱图；
[0021]图2为实施例1所得SAPO
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5分子筛的扫描电镜图；
[0022]图3为实施例3所得SAPO
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5分子筛的扫描电镜图；
[0023]图4为实施例1中所得SAPO
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5分子筛作为催化剂催化甲醇制烯烃催化反应结果；
[0024]图5为比较例1中所得SAPO
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5分子筛作为催化剂催化甲醇制烯烃催化反应结果；
[0025]图6为比较例2中所得SAPO
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5分子筛作为催化剂催化甲醇制烯烃催化反应结果。
具体实施方式
[0026]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不对本专利技术的保护范围构成限定。
[0027]实施例1
[0028]一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO
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5分子筛的方法，包括以下步骤：
[0029](1)将3.46g凹凸棒土、14.21g含量为85％的磷酸加入到69.78g蒸馏水中，混合均匀，然后转移到带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在220℃下处理24h，取出，冷却，得到混合液一；
[0030](2)向所述混合液一中加入5.54g拟薄水铝石、7.26g三乙胺，300转/分钟剧烈搅拌
至混合均匀，得到混合液二，然后再将合液二转移到带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在220℃下晶化24h，所得固体产物用蒸馏水洗涤至中性，过滤，干燥，在550℃焙烧6h，得到高结晶度SAPO
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5分子筛，其XRD图、SEM图分别如图1(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO
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5分子筛的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将凹凸棒土、磷酸加入到蒸馏水中，混合均匀，于180～220℃水热反应8～24h，取出，冷却，得到混合液一；(2)向所述混合液一中加入铝源、三乙胺，剧烈搅拌至混合均匀，然后在180～220℃水热反应12～24h，所得固体产物经洗涤，过滤，干燥，焙烧，得到高结晶度SAPO
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5分子筛。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸馏水、凹凸棒土、铝源、磷酸、三乙胺的质量之比为69.78：2.77～4.15：4.43～6.65...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘梦，楼淑圆，李星，魏学岭，石志盛，李兴扬，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：