[发明专利]一种AFI型微孔磷酸铝分子筛膜的离子热合成方法

权利要求书

1.一种多孔氧化铝载体支撑的AFI结构磷酸铝分子筛膜的制备方法，其特征在于：

以离子液体为反应介质，四乙基氯化铵为模板剂，以多孔氧化铝载体为支撑体，分两步在支撑体表面合成AFI型微孔磷酸铝分子筛膜：

步骤（1）以离子液体为反应介质，在一定温度以及强烈搅拌下将矿化剂加入离子液体中制得含有矿化剂的离子液体溶液；

步骤（2）以离子液体为反应介质，在一定温度以及强力搅拌下将含磷原料和四乙基氯化铵加入离子液体中制得反应溶液，其摩尔比为：1P₂O₅:0.1～1四乙基氯化铵:2～1600ILs；

合成过程分为两个步骤，步骤（1）反应在含有矿化剂的离子液体溶液中进行：将焙烧后的氧化铝基片垂直置入含有矿化剂离子液体溶液的反应器，反应温度为100℃～300℃，反应时间≥1分钟；

步骤（2）反应在含磷和四乙基氯化铵的离子液体溶液中进行：将进行过步骤（1）反应后的氧化铝基片置入含磷和四乙基氯化铵离子液体溶液，反应温度为100℃～300℃，反应时间≥1分钟；

步骤（2）反应结束后，将反应器冷却至室温，取出基片，用丙酮以及去离子水反复洗涤至中性，在90～120℃下干燥，得到AFI分子筛膜。

在空气气氛中500～600℃煅烧4-16h，以脱去分子筛膜孔内的有机物。

2.按照权利要求1所述的制备方法，制备出的AFI型微孔磷酸铝分子筛膜，其特征在于：

构成该分子筛膜的分子筛晶体具有国际沸石协会确认的AFI结构，AFI结构磷酸铝分子筛具有一维十二元环孔道，孔径尺寸为0.73nm×0.73nm，其X-射线衍射谱图具有至少以下所列衍射峰：

2θ值表示衍射峰位置，2θ/°：7.80±0.2；13.27±0.2；15.28±0.2；20.15±0.2；21.36±0.2；22.79±0.2；25.12±0.2；26.36±0.2；29.42±0.2。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：加入的矿化剂为含有F-的化合物，在含有矿化剂离子液体溶液中F-与离子液体的摩尔比为1：1-1600。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：反应介质为离子液体；该离子液体的阳离子具有以下阳离子：烷基季铵盐离子[NR₄]⁺，烷基季膦离子[PR₄]⁺，烷基取代的咪唑离子[Rim]⁺，烷基取代的吡啶离子[Rpy]⁺中的一种，R为C1—C16的烷基；其中离子液体的阴离子具有以下阴离子：Br^-、Cl^-、I^-、BF₄^-、PF₆^-、PO₄^3-、NO₃^-、SO₄^2-中的一种。

5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含磷原料为磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵或磷酸二氢铵中的一种或两种以上；

所述矿化剂为含氟原料，包括氢氟酸、氟化铵或氟化钠中的一种或两种以上。

6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：以多孔氧化铝载体为支撑体。多孔氧化铝载体的氧化铝晶相是γ-氧化铝、δ-氧化铝或θ-氧化铝中的一种；

支撑体与前体反应溶液的用量比为支撑体的表面积与前体反应液体积的比，为每ml溶液对应的0.2-0.8cm²支撑体的表面积。

7.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：矿化剂离子液体溶液中F-：离子液体的摩尔比例为1：10-400。

8.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

含磷和四乙基氯化铵的离子液体溶液中P₂O₅：离子液体的摩尔比例为1：20-800。

含磷和四乙基氯化铵的离子液体溶液中P₂O₅：四乙基氯化铵的摩尔比例为1:0.1-1。