[发明专利]一种LAU型金属磷酸铝分子筛的离子热合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛的离子热合成方法，具体地说，涉及一种 LAU型金属磷酸铝分子筛的离子热合成方法。

背景技术

2004年，英国圣安德鲁斯大学的MorrisRE教授首次报道了一种 新型的分子筛合成方法，即离子热合成(Nature,2004,430, 1012-1016)。与传统的水热合成和溶剂热合成相比，离子热合成具有 以下特点：离子液体种类繁多，阴阳离子均可根据需要选择性调变和 设计，因此离子热合成在合成新型结构和组成分子筛方面展现出了巨 大潜力；离子液体的蒸汽压几乎为零，离子热合成可以在常压下进行， 消除了反应过程中溶剂自生高压所带来的安全隐患；反应后离子液体 可以回收利用，降低生产成本，减少环境污染。

LAU型金属磷酸铝分子筛(MeAPO)具有一维十元环直孔道体系，孔道尺寸为0.40×0.53nm。其骨架由AlO₄/MeO₄和PO₄交替链接而成。LAU型金属磷酸铝分子筛由于将金属原子引入到其骨架中而生成酸性中心或者氧化还原中心，使该型分子筛在催化领域具有广泛的应用前景。目前，LAU型金属磷酸铝分子筛都是采用水热或溶剂热方法来合成。离子热法合成LAU型金属磷酸铝分子筛还未见公开报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LAU型金属磷酸铝分子筛的离子热 合成方法。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

(1)在离子液体中加入金属源、铝源、磷源和有机胺搅拌均匀， 制成初始反应混合物；

(2)将步骤(1)所得的初始反应混合物在敞口或密封条件下加 热晶化，晶化结束后将产物过滤、用去离子水和乙醇反复洗涤、干燥， 即得到具有LAU结构的金属磷酸铝分子筛原粉。

上述步骤(1)所述初始反应混合物中MeO:Al₂O₃:P₂O₅:有机 胺:离子液体(摩尔比)＝0.01～6:1:0.5～12:0.1～6:1～200； 优选摩尔比为MeO:Al₂O₃:P₂O₅:有机胺:离子液体＝0.1～2:1: 1～6:0.2～2:10～80；MeO代表以金属氧化物计的金属源。

上述步骤(1)在离子液体中加入金属源、铝源、磷源和有机胺 之前，将离子液体升温至70～110℃。

上述步骤(2)所述晶化温度为120～200℃，晶化时间为0.5～ 168小时。

上述步骤(1)所述的离子液体的阳离子为烷基季铵离子[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]⁺中的一种或二种以上，其中R为C1-C16的烷基中的一种 或二种以上；离子液体的阳离子优选为烷基取代的咪唑离子[Rim]⁺。 代表性的离子液体阳离子包括：1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-丙基-3- 甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-甲基咪唑阳离子。

上述步骤(1)所述的离子液体的阴离子为F^-、Cl^-、Br^-、I^-、BF₄^-、 PF₆^-、PO₄^3-、SO₄^2-、NO₃^2-中的一种或二种以上。

上述步骤(1)所述的有机胺为脂肪胺、芳香胺、醇胺或季铵盐 类化合物中的一种或二种以上。代表性的有机胺包括：二乙胺、三乙 胺、正丙胺、异丙胺、二正丙胺、二异丙胺、三丙胺、正丁胺、二正 丁胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、吡咯烷、咪唑、1-甲基咪唑、1,2- 环己二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基 氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、乙二胺、1,6-己二胺。