一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，将铝源加入水中，加入磷源和模板剂，加入硅源，然后，烘干，碾磨，得到SAPO

【技术实现步骤摘要】
一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法


[0001]本专利技术属于分子筛制备
，涉及一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法。

技术介绍

[0002]丙烯作为一种重要的化工基础原料，广泛应用于现代石油化工领域和精细化工领域，在化工产业中有着举足轻重的地位，是聚丙烯、丙烯晴及环氧丙烷等化学品生产的重要原料。目前我国丙烯的生产工艺主要包括催化裂化、蒸汽裂解、煤/甲醇制烯烃(CTO/MTO)、丙烷脱氢制烯烃(PDH)。
[0003]原油催化裂化和石脑油蒸汽裂解为传统的丙烯生产路线，但在这两种路线中丙烯仅为副产品，收率较低，且丙烯纯度较低。丙烷脱氢是以丙烷为原料，通过脱氢处理得到丙烯，该路线具有投资少、收率较高、工艺流程短、所得丙烯纯度较高、副产物少等特点，但丙烷脱氢工艺的经济性主要取决于原料丙烷与丙烯的价差以及丙烷的稳定获取，丙烷原料供应具有不确定性，另外未来产能将集中爆发，丙烷脱氢工艺经济性存在着一定的风险。煤制烯烃主要以煤炭为原料合成甲醇，再由甲醇生产乙烯、丙烯等烯烃，同时甲醇制烯烃反应具有甲醇转化率高和低碳烯烃选择性高的优点，煤制甲醇技术成熟，甲醇供大于求的市场现状，MTO反应具有广阔的发展前景和巨大的应用空间。
[0004]高性能催化剂的研究与开发是控制甲醇制烯烃反应的核心，分子筛有着均一的孔道结构、良好的水热稳定性、可控的酸性质和独特的择形效应，是甲醇制烯烃反应的主要催化剂。目前常见的甲醇制烯烃催化剂主要为ZSM
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5和SAPO
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34两种分子筛。ZSMr/>‑
5是MFI拓扑结构的硅铝分子筛，该种分子筛由于其特殊的孔道结构，具有较为优异的抗积碳性能，在MTO(Methanol to Olefins，甲醇制烯烃)反应中失活较慢，能够保持长时间催化，同由于较强的酸性导致其在产物选择性上对丙烯及芳烃更具有优势。SAPO
‑
34是CHA拓扑结构的硅铝磷分子筛，是当前MTO反应工业化应用最为广泛的一种催化剂。由于其特殊孔结构所形成的孔口尺寸及合适的酸性使其在MTO反应中具有烯烃总选择性高的优势，但SAPO
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34分子筛催化MTO反应的产物选择性较难调控，丙烯/乙烯比较低。
[0005]专利CN108147423公开了一种AFN结构硅铝磷SAPO
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14分子筛的合成方法，以1
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异丙基
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哌啶酮为模板剂。包括采用水热法制备AFN结构硅铝磷分子筛：将含有磷源、铝源、硅源、模板剂R和水的混合液进行水热晶化，然后固液分离、干燥；以及采用磷铝干胶液相转化法制备AFN结构硅磷铝分子筛，将含有磷源、铝源和水的混合液A进行老化，然后干燥，制得磷铝干胶，并将含有磷铝干胶、硅源、模板剂R和水的原料混合物B进行水热晶化，然后固液分离、干燥。
[0006]文献(YangM,LiB,GaoM,etal.High propylene selectivity in methanol conversion over a small
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pore SAPO molecular sieve with ultra
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smallcage[J].ACSCatalysis,2020,10(6):3741
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3749.)中用水热合成法，以拟薄水铝石、磷酸、TEOS、异丙胺和水为原料，200℃旋转水热晶化48h制备了SAPO
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14分子筛，并将其用于MTO反应中，最高的双烯烃选择性可达87.5％，其中丙烯选择性最高可达77.3％，为目前已有文献报道的
单程丙烯选择性的最高纪录。
[0007]文献(ZhouY,ZhangJ,MaW,etal.Small pore SAPO
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14
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based zeolites with improved propylene selectivity in the methanol toolefins process[J].InorganicChemistryFrontiers,2022,9(8):1752
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1760.)中同样用水热合成法，以拟薄水铝石、磷酸、TEOS、异丙胺和水为原料，200℃晶化24小时制备了SAPO
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14分子筛。
[0008]综上所述，目前AFN结构分子筛的合成方法较为单一，以水热合成方法为主，且晶化温度较高、晶化时间较长，通常为200℃晶化24小时以上。此外，水热合成AFN分子筛还存在原料利用率低、产物后续分离程序复杂等缺点。
[0009]因此亟需开发一种简便、绿色、经济、高效的AFN结构分子筛合成技术。

技术实现思路

[0010]为克服现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，该方法反应温度低，制备时间短，原料利用率高，后续分离过程简单。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0012]1)将铝源加入水中，混合均匀，加入磷源和模板剂，混合均匀，加入硅源，然后混合均匀，烘干，碾磨，得到SAPO
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14分子筛干凝胶前驱体；将铝源加入水中，混合均匀，加入磷源和模板剂，混合均匀，然后烘干，碾磨，得到AlPO
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14分子筛干凝胶前驱体；
[0013]2)将SAPO
‑
14分子筛干凝胶前驱体或AlPO
‑
14分子筛干凝胶前驱体反应釜中，加入水，干凝胶前驱体与水隔离，然后在150
‑
180℃下保持4
‑
8h，淬灭后去除模板剂，得到纳米片状AFN结构的分子筛。
[0014]进一步的，硅源为四乙氧基硅烷、硅溶胶Ludox
‑
40、硅粉或水合硅酸。
[0015]进一步的，模板剂为异丙胺。
[0016]进一步的，铝源为拟薄水铝石或异丙醇铝。
[0017]进一步的，磷源为磷酸。
[0018]进一步的，SAPO
‑
14分子筛干凝胶前驱体按硅源中的SiO2、铝源中的Al2O3、磷源中的P2O5、异丙胺与水的摩尔比计，(0.1
‑
1.5)SiO2:(0.4
‑
3)Al2O3:1P2O5:(1.5
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3)IPA:(20
‑
50)H2O；AlPO
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14分子筛干凝胶前驱体按铝源中的Al2O3、磷源中的P2O5、异丙胺与水的摩尔比计，(0.4
‑
3)Al2O3:1P2O5:(1.5
‑
3)IPA:(20
‑
50)H2O。
[0019]进一步的，步骤2)中SAPO
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14分子筛干凝胶前驱体或AlPO
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14分子筛干凝胶前驱体与水的用量比为1:0.5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铝源加入水中，混合均匀，加入磷源和模板剂，混合均匀，加入硅源，然后混合均匀，烘干，碾磨，得到SAPO
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14分子筛干凝胶前驱体；将铝源加入水中，混合均匀，加入磷源和模板剂，混合均匀，然后烘干，碾磨，得到AlPO
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14分子筛干凝胶前驱体；2)将SAPO
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14分子筛干凝胶前驱体或AlPO
‑
14分子筛干凝胶前驱体反应釜中，加入水，干凝胶前驱体与水隔离，然后在150
‑
180℃下保持4
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8h，淬灭后去除模板剂，得到纳米片状AFN结构的分子筛。2.根据权利要求1所述的一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，其特征在于，硅源为四乙氧基硅烷、硅溶胶Ludox
‑
40、硅粉或水合硅酸。3.根据权利要求1所述的一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，其特征在于，模板剂为异丙胺。4.根据权利要求1所述的一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，其特征在于，铝源为拟薄水铝石或异丙醇铝。5.根据权利要求1所述的一种纳米片状AFN结构分子筛的制备方法，其特征在于，磷源为磷酸。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汇勇，韩岱宗，毕晨瑶，王城安，张国卿，马晓迅，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：