[发明专利]一种SAPO‑35分子筛及其合成方法

说明书

技术领域

本申请属于SAPO分子筛领域，具体涉及一种SAPO-35分子筛及其合成方法。

背景技术

磷酸铝分子筛是继硅铝分子筛之后，美国UCC公司在二十世纪八十年代初发明的新一代分子筛(US4310440)，该类分子筛的骨架由磷氧四面体和铝氧四面体交替连接而成，由于分子筛骨架呈电中性，因此没有阳离子交换性能和催化反应性能。

在磷酸铝分子筛骨架中引入硅，则为磷酸硅铝分子筛，即SAPO系列分子筛(US4440871)，其分子筛骨架由磷氧四面体、铝氧四面体和硅氧四面体构成，由于骨架带负电荷，骨架外有平衡阳离子存在，因此具有阳离子交换性能。当骨架外阳离子为H⁺时，分子筛具有酸性中心，将拥有酸催化反应性能。SAPO分子筛作为催化剂的活性组元有可能用于炼油和石油化工等领域，如催化裂化、加氢裂化、异构化、芳烃烷基化、含氧化合物的转化等。

SAPO-35是插晶菱沸石型(LEV)分子筛，具有相互交叉的八元环孔道，孔径为属小孔分子筛。SAPO-35的骨架是LEV笼通过单六元环和双六元环连接而成。骨架中有两种不同的T原子位置，一种在双六元环中，另一个在单六元环中，这两种位置的分布比例为2:1。

SAPO-35分子筛一般采用水热或醇热合成法，以水或醇为溶剂，在密闭高压釜中进行，合成组分包括铝源、硅源、磷源、结构导向剂和去离子水。可选做硅源的有硅溶胶、发烟二氧化硅，铝源有活性氧化铝、异丙醇铝、拟薄水铝石和烷基氧化铝，磷源一般采用85％的磷酸。结构导向剂的选择对于合成分子筛的微结构、元素组成和形貌会产生一定的影响，进而影响其催化性能。

1984年，US440871中首次公开了一种以奎宁环为模板剂合成SAPO-35分子筛的方法。1999年CN1299776A公开了一种以六亚甲基亚胺(HMI)和己二胺(HDA)为模板剂合成SAPO-35的方法。2005年，US2005/0090390中公开了一种在醇热体系中以六亚甲基亚胺为模板剂合成高结晶度、强酸性的SAPO-35分子筛的方法。

本申请首次以N-甲基二乙醇胺为结构导向剂，在水热或溶剂热条件下合成出了纯相SAPO-35分子筛。制备的SAPO-35分子筛在催化反应中表现出优良的催化性能和气体吸附分离性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种SAPO-35分子筛，该分子筛无水化学组成为：mMDEA·(Si_xAl_yP_z)O₂，其中：MDEA为N-甲基二乙醇胺，分布于分子筛笼及孔道中；m为每摩尔(Si_xAl_yP_z)O₂中N-甲基二乙醇胺的摩尔数，m＝0.05～0.25；x、y、z分别表示Si、Al、P的摩尔分数，其范围分别是x＝0.01～0.25，y＝0.35～0.50，z＝0.25～0.50，且x+y+z＝1。

优选地，所述SAPO-35分子筛无水化学组成mMDEA·(Si_xAl_yP_z)O₂中：x范围的上限值任选自0.18、0.17、0.15、0.13、0.11、0.10，下限任选自0.04、0.05、0.06、0.08、0.09；y范围的上限值任选自0.52、0.50、0.49、0.48、0.47、0.45，下限值任选自0.30、0.31、0.37。

进一步优选地，所述SAPO-35分子筛无水化学组成mMDEA·(Si_xAl_yP_z)O₂中：x、y、z范围分别是x＝0.05～0.18，y＝0.38～0.52，z＝0.30～0.48，且x+y+z＝1。

所述SAPO-35分子筛X射线衍射图谱中至少含有如下表1所示的衍射峰：

表1

本申请的又一目的在于提供一种SAPO-35分子筛的合成方法，解决了以N-甲基二乙醇胺为模板剂合成SAPO-35分子筛的技术问题，能够以常规分子筛合成所采用的磷源、硅源和铝源为原料，在水热或溶剂热条件下合成纯相SAPO-35分子筛。

根据本申请的一个方案，其特征在于，所述SAPO-35分子筛的制备过程至少包含如下步骤：

a)将N-甲基二乙醇胺、铝源、硅源、磷源和去离子水按一定的比例混合均匀，得到具有如下摩尔配比的初始凝胶混合物：