[发明专利]AEL结构锌磷铝分子筛的微波制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种AEL结构磷酸锌铝分子筛的高压微波制备方法。

背景技术

由美国联合碳化物公司(UCC)申请的专利号为US 4310440的美国专利中，成功地合成了磷酸铝分子筛及其衍生物系列(AlPO₄-n，n代表结构型号)，是继硅酸铝分子筛之后，美国UCC公司在八十年代初发明的新一代分子筛，将分子筛的合成从碱性环境拓展到了酸性环境。由于AlPO₄-n磷酸铝分子筛中带负电的AlO₂^-和带正电的PO₂⁺四面体数目相等，其骨架呈电中性，分子筛本身无离子交换能力，且AlPO₄-n磷酸铝分子筛的合成都采用晶化液置于反应釜内进行，合成时间长、能耗大。其中AlPO₄-11(AEL结构)分子筛为磷酸铝分子筛的一种，它属于正交晶系，空间群为Ima2，晶胞常数中的a为18.7b为13.4c为8.4其单维十元环孔道为3.9×6.3

USP5208005公开了AEL结构磷酸硅铝分子筛合成方法，是以磷酸、异丙醇、发烟硅胶和二正丙胺为原料，在冰水浴条件下，将异丙醇铝加入到磷酸的水浴中，混合均匀后，加入发烟硅胶或发烟硅胶与水的混合物，然后加入二正丙胺，经过混合或研磨后，加入反应釜中进行晶化，得到分子筛产物，但反应釜中合成的AEL结构磷酸铝分子筛，难以得到一定的元素计量比的磷酸铝分子筛。

EPI146384公开了采用双相合成法合成AEL结构磷酸硅铝分子筛的方法，该方法采用磷酸、氧化铝、四乙氧基硅、二正丙胺和正己醇为原料，但该方法所用的原料中，使用的有机物较多。

CN1272247C公开了AEL结构磷酸铝分子筛的合成方法，是以磷源、铝源、硅源有机模板剂和硅铝类分子筛为合成原料，在10～60℃下混合成晶化液，然后将晶化液置于反应釜内反应，得到分子筛产物。该方法必须要经过异晶导向的合成过程。

在现有的将杂原子引入磷酸铝分子筛骨架中改变其性能的技术领域中，均未提及到在微波反应罐中直接经过同晶取代的合成过程。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服上述分子筛制备方法的缺点，提供一种合成时间短、能耗低、操作方便的AEL结构锌磷铝分子筛的微波制备方法。

解决上述问题所采用的技术方案包括下述步骤：

1、制备混合溶液

室温下，将拟薄水铝石与磷酸、氢氟酸、去离子水按摩尔比为1∶1.25∶0.05～0.5∶50～100混合，搅拌均匀至拟薄水铝石溶解，再加入二异丙胺，拟薄水铝石与磷酸、氢氟酸、去离子水、二异丙胺的摩尔比为1∶1.25∶0.05～0.5∶50～100∶1，室温搅拌1.0小时，制备成混合溶液。

上述的二异丙胺为模板剂，拟薄水铝石含三氧化二铝73％，工业级，由山东铝业公司鲁中实业贸易公司生产。

2、制备分子筛前驱体

将步骤1制备的混合溶液在常温下加入草酸锌，混合溶液与草酸锌的摩尔比为1∶0.2～0.4，搅拌均匀，移入聚四氟乙烯的微波反应密封罐中，反应压力400～500kPa，在微波中晶化4.5～6.5小时，冷却至室温，制备成分子筛前驱体。

3、制备分子筛原粉

将分子筛前驱体用布氏漏斗过滤，水洗3～5次，置于烘箱内，80℃干燥4小时，制备成分子筛原粉。

4、焙烧

将分子筛原粉置于马弗炉中，升温至500～600℃，恒温4～6小时，脱去模板剂，自然冷却，制备成AEL结构锌磷铝成分子筛。

5、检测

对制备的AEL结构锌磷铝分子筛采用X射线衍射仪对结构进行观测，环境扫描电镜对AEL结构锌磷铝分子筛的表面形貌进行观察。

在本发明的制备混合溶液步骤1中，拟薄水铝石与磷酸、氢氟酸、去离子水、二异丙胺的优选摩尔比为1∶1.25∶0.15～0.5∶45～75∶1。在制备前驱体步骤2中，混合溶液与草酸锌搅拌均匀，移入聚四氟乙烯的微波反应密封罐中，优选反应压力450～500kPa、微波中晶化5.5～6.5小时。在焙烧步骤4中，将分子筛原粉置于马弗炉中，优选升温至500～550℃，恒温5～6小时。