[发明专利]一种利用分段晶化法合成AlPO-18分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷酸铝类分子筛的合成，具体涉及一种通过分段晶化 法合成AlPO-18分子筛的方法

背景技术

AlPO-18分子筛是由磷氧四面体和铝氧四面体组成的具有骨架 电中性结构的材料，具有三维八元环孔道体系，八元环空径为3.8 A×3.8A，这与CO₂(动力学直径3.3A)和CH₄(动力学直径3.3A) 相当，对CO₂/CH₄混合气体体系的分离有很大前景。由于具有相近的 晶化合成条件，水热法合成AlPO-18分子筛时常伴有AlPO-5分子筛 的生成，而合成纯相AlPO-18分子筛是目前尚未需解决的问题。

分段晶化法源于对晶体晶化过程的探索，首先凝胶分解成四元环 小结构单元，然后是四元环单元的选择性堆积形成层状中间体，即前 躯体的形成，随着温度升高，前躯体分解成不同类型的与Al配位数 相关的四元环结构单元，最后是四元环相互连接以成核与晶化得到 AlPO₄类分子筛，根据不同结构类型的分子筛前驱体形成的晶化温度 不同，先稳定一定结构的前驱体的形成再在适宜的晶化温度下晶化最 大程度地避免杂相的生成，因此用分段晶化法来避免合成AlPO-18 分子筛过程中的杂相AlPO-5分子筛是我们的研究方向。

发明内容

本发明提供了一种利用分段晶化法合成AlPO-18分子筛的方法， 以磷酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，三乙胺为模板剂，将磷酸，铝源， 有机模板剂，水按照Al₂O₃∶H₃PO₄∶R∶H₂O＝1.0∶2.0∶3.0∶50的摩尔比 例制成合成凝胶，将该凝胶在120℃下先晶化2-10h，再转入150℃ -180℃下晶化38-46h，然后冷却、水洗、分离、室温晾干，既得结晶 度较高的AlPO-18分子筛产品。

分段晶化法即在较低温度下预晶化几小时，以确保目标晶体前驱 体结构的形成和成核，然后再转移至高温晶化的方法。根据以上研究 思路，固定合成配方为n(Al₂O₃)∶n(H₃PO₄)∶n(R)∶n(H₂O)＝1.0∶2.0∶3.0∶ 50，同时晶化总时间为48h，低温控制在120℃，高温控制在 150℃-180℃。

实验发现低温预晶化时间较长时可得到纯相AlPO-18分子筛，较 短时仍有AlPO-5杂相。优选地，按照上述原料摩尔比例制成合成凝 胶，将该凝胶在120℃下先晶化10h，再转入150℃下晶化38h，然后 冷却、水洗、分离、室温晾干，得到AlPO-18分子筛产品结晶度最高。

具体实施方式

实施例1一种利用分段晶化法合成AlPO-18分子筛的方法，以 磷酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，三乙胺为模板剂，将磷酸，铝源， 有机模板剂，水按照Al₂O₃∶H₃PO₄∶R∶H₂O＝1.0∶2.0∶3.0∶50的摩尔 比例制成合成凝胶，将该凝胶在120℃下先晶化2h，再转入150℃下 晶化46h，然后冷却、水洗、分离、室温晾干，既得产品。

实施例2一种利用分段晶化法合成AlPO-18分子筛的方法，以磷 酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，三乙胺为模板剂，将磷酸，铝源，有 机模板剂，水按照Al₂O₃∶H₃PO₄∶R∶H₂O＝1.0∶2.0∶3.0∶50的摩尔比 例制成合成凝胶，将该凝胶在120℃下先晶化6h，再转入150℃下晶 化42h，然后冷却、水洗、分离、室温晾干，既得产品。