一种含磷铝成分ZJM-9分子筛的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及分子筛制备技术，旨在提供一种含磷铝成分ZJM

【技术实现步骤摘要】
一种含磷铝成分ZJM
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9分子筛的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及分子筛领域，具体涉及一种含磷铝成分ZJM
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9分子筛的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]工业气体在生产过程中常含有大量水分，这将使下游工序中容易出现设备腐蚀或催化剂中毒等情况，因此脱水效果不好将影响生产能力及设备的使用寿命。所以，要想使之长久稳定运行，必须在生产过程中严格控制混合气体中的水分。现今工业上常用3A分子筛、4A分子筛和13X分子筛等固体干燥剂进行干燥。然而这些分子筛对于水的作用力很强，3A分子筛的脱水温度高达250℃，13X分子筛的脱水温度甚至高达350℃，这表示干燥剂的回收需要消耗巨大的能量。
[0003]磷酸铝分子筛是一类以磷酸铝作为骨架结构单元的多孔材料。人们总是致力于合成含有大于或等于八元环的分子筛，甚至合成一些含有超大孔的分子筛，然而现有的小于八元环的分子筛被人们认为是无孔的分子筛，在实际应用中没有意义，因此小孔分子筛的合成经常被人们忽略。
[0004]分子筛中六元环孔道的特殊大小及稳定性有利于吸附和分离气体和有机蒸气中的水，而比水分子大的许多气体分子无法进入分子筛孔道，因此六元环分子筛在水的吸附分离领域具有重要作用。然而，现有的六元环分子筛孔道经常被一些有机模板剂或无机离子占据，而且想要从六元环分子筛中去除其中的有机模板或无机离子是几乎不可能的，因此现有的六元环分子筛因为孔道被堵塞而不具有吸附分离的能力。
[0005]基于上述原因，本专利技术拟提供一种具有吸附分离能力的六元环分子筛。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种含磷铝成分ZJM
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9分子筛的制备方法及应用。
[0007]为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：
[0008]本专利技术提供了一种含磷铝成分ZJM
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9分子筛的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将模板剂和水制成模板剂溶液，在搅拌的条件下依次加入铝源、磷源和硅源，均匀混合形成凝胶；其中，以Al2O3计的铝源︰以P2O5计的磷源︰以SiO2计的硅源︰模板剂︰水的摩尔比为1︰(0.7～1.3)︰(0～0.6)︰(0.5～1.5)︰(20～100)；
[0010](2)凝胶转移至水热反应釜中，进行水热晶化反应；反应温度为180～250℃，反应时间为1～7天；
[0011](3)将产物过滤、洗涤和干燥，得到ZJM
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8分子筛；
[0012](4)将ZJM
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8分子筛在400～800℃、2～10h的条件下高温焙烧，得到焙烧后的ZJM
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8分子筛；
[0013](5)将焙烧后的ZJM
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8分子筛与水混合，在室温下搅拌均匀；混合物经过滤、烘干
后，在100～800℃、2～10h的条件下进行二次焙烧，得到ZJM
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9分子筛，即为含磷铝成分ZJM
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9分子筛产品。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述铝源是薄水铝石、氢氧化铝、氧化铝或异丙醇铝中的至少一种。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述磷源是磷酸。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述硅源是硅溶胶、气相二氧化硅、固体硅胶或硅酸四乙酯中的至少一种。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述模板剂是1,4
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六乙基丁基氢氧化双铵，结构式如下所示：
[0018][0019]本专利技术进一步提供了前述方法制备获得的含磷铝成分ZJM
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9分子筛作为吸附剂的应用。
[0020]专利技术原理描述：
[0021]分子筛的特定结构是由X射线衍射图像(XRD)确定的，不同的沸石分子筛具有不同的XRD谱图特征。目前已知的分子筛都具有各自特点的XRD谱图，因此通过对分子筛样品XRD谱图与已知分子筛数据库中XRD谱图对比，可知分子筛是否为全新分子筛拓扑结构。
[0022]本专利技术首先制备得到一种新型ZJM
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8子筛，在将其XRD衍射图谱与所有已知结构对比，得知该分子筛是一种具有全新分子筛拓扑结构的纯磷酸铝分子筛。目前未有一种纯磷酸铝分子筛拓扑结构与ZJM
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8相同。
[0023]基于ZJM
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8分子筛，本专利技术继续以高温焙烧方式获得焙烧后ZJM
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8分子筛。后者相对于ZJM
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8分子筛去除了填充在分子筛孔道之间的有机结构导向剂(OSDA)，但仍然保留了分子筛骨架结构。在对焙烧后ZJM
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8分子筛的XRD衍射图谱精修后进行解析，能够得到分子筛结构与ZJM
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8分子筛结构相同的结论。
[0024]本专利技术基于焙烧后的ZJM
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8分子筛进一步进行水洗和二次焙烧处理，使ZJM
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8分子筛转变为ZJM
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9分子筛。该分子筛具备选择吸附水的能力，水分子可进入孔道表明ZJM
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9分子筛孔道开放。
[0025]本专利技术对于探索分子筛新型骨架结构的合成具有重要作用，具体表现为：对ZJM
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9分子筛的XRD衍射图谱进行精修后，经对比得知该产品具有与一次焙烧后ZJM
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8分子筛不同的分子筛结构。同时，目前也没有一种纯磷酸铝分子筛与本专利技术制备的ZJM
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9分子筛具有相同的拓扑结构。因此，ZJM
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9分子筛是一种新型的磷酸铝分子筛。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1、本专利技术的ZJM
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9分子筛是一种新型的磷铝分子筛，丰富了分子筛的种类。
[0028]2、本专利技术制备得到的为ZJM
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9分子筛可以在常温下选择性地吸附水，因此在气体和醇的脱水领域具有重要作用。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例1制备的ZJM
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8分子筛材料的XRD图。
[0030]图2是本专利技术实施例1制备的ZJM
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8分子筛材料的SEM图。
[0031]图3是本专利技术实施例1制备的焙烧后的ZJM
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8分子筛材料的XRD图。
[0032]图4是本专利技术实施例1制备的焙烧后的ZJM
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8分子筛材料的SEM图。
[0033]图5是本专利技术实施例1制备的ZJM
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9分子筛材料的XRD图。
[0034]图6是本专利技术实施例1制备的ZJM
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9分子筛材料的SEM图。
[0035]图7是本专利技术实施例1得到的ZJM
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9分子筛材料的水吸附曲线。
[0036]图8是实施例1中ZJM
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9分子筛在气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含磷铝成分ZJM
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9分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将模板剂和水制成模板剂溶液，在搅拌的条件下依次加入铝源、磷源和硅源，均匀混合形成凝胶；其中，以Al2O3计的铝源︰以P2O5计的磷源︰以SiO2计的硅源︰模板剂︰水的摩尔比为1︰(0.7～1.3)︰(0～0.6)︰(0.5～1.5)︰(20～100)；(2)凝胶转移至水热反应釜中，进行水热晶化反应；反应温度为180～250℃，反应时间为1～7天；(3)将产物过滤、洗涤和干燥，得到ZJM
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8分子筛；(4)将ZJM
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8分子筛在400～800℃、2～10h的条件下高温焙烧，得到焙烧后的ZJM
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8分子筛；(5)将焙烧后的ZJM
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴勤明，石佳琦，肖丰收，孟祥举，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：