[发明专利]一种磷酸硅铝分子筛、其制备方法及应用

说明书

本申请公开了一种新型磷酸硅铝分子筛，其X射线衍射图谱中包含以下4个衍射峰：衍射峰A，2θ在12.82°至13.2°之间，峰强度为I_A；衍射峰B，2θ在17.63°至18.15°之间，峰强度为I_B；衍射峰C，2θ在21.80°至22.40°之间，峰强度为I_C；衍射峰D，2θ在25.92°至26.38°之间，峰强度为I_D；其中，衍射峰B的峰强度I_B最大；除衍射峰A、衍射峰C和衍射峰D外的其他任意衍射峰与衍射峰B的峰强度比值均不超过0.07。该磷酸硅铝分子筛作为催化剂用于酸催化反应和含氧化合物转化制烯烃反应，并表现出良好的催化性能；用于CO₂与CH₄和/或N₂的分离，表现出优良的气体吸附分离性能。

技术领域

本申请涉及一种新型SAPO分子筛、其合成方法及应用，属于分子筛领域。

背景技术

磷酸硅铝分子筛(SAPO)系列分子筛是由美国联合碳化公司(UCC)于1984年开发(US4440871)，是由SiO₂，AlO₂^-，PO₂⁺三种四面体单元构成的微孔型晶体。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，因此将拥有酸催化反应性能。硅酸磷铝分子筛作为催化剂的活性组元已经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。

通常SAPO分子筛的合成需要有机胺/铵作为结构导向剂，通过水热或溶剂热的方法合成得到。但是到目前为止，有机胺的结构和其所导向生成的分子筛结构之间的关联并不是很清楚。虽然较多的研究者在这方面进行了大量的研究和尝试，并且也取得了一些进步，但要想做到结构导向剂和其所生成的分子筛结构之间的预测仍是非常困难的。绝大多数分子筛合成所需要的有机胺都是通过实验被发现的。合成方法的创新以及模板剂的选择对于产物结构和性能的控制具有至关重要的影响。研究证明，双模板法(co-SDA)在合成硅铝、磷酸铝及磷酸硅铝新型材料方面是一种很有潜力的合成方法，吸引广大研究者们的广泛兴趣。SSZ-25(MWW)、SSZ-32X(MTT)、SSZ-47B、FER、AFI结构的磷酸铝以及磷酸硅铝分子筛SAV和KFI均在双模板剂体系中被成功合成出来。磷酸硅铝分子筛中，由于共晶分子筛的高度无序共生，使得各自的特征衍射峰宽化并且非常弱，难以在XRD图上得以辨识。至今为止，关于共生结构的SAPO分子筛除CHA/AEI材料外，相关的合成报道非常少。新型硅磷铝SAPO分子筛尤其是新型共 晶SAPO分子筛的合成仍然是分子筛合成领域的一个巨大挑战。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种新型磷酸硅铝分子筛(简写为SAPO)分子筛，其XRD衍射谱图与常规分子筛相比，具有衍射峰个数少的特点(尽管局部仍有少数非常宽化的弱的衍射峰)。依据XRD衍射峰的位置和傅里叶变换红外光谱的表征结构，所述新型磷酸硅铝分子筛分子筛应该属于ABC-6分子筛家族的成员(分子筛骨架结构中含有双六元环)，是一种共晶材料。ABC-6的结构如下结构式所示，周期性结构单元(简写为PBU)如(a)所示，六元环的位置如(b)所示。

所述磷酸硅铝分子筛，其特征在于，其X射线衍射图谱包含以下4个衍射峰：

衍射峰A，2θ在12.82°至13.2°之间，峰强度为I_A；

衍射峰B，2θ在17.63°至18.15°之间，峰强度为I_B；

衍射峰C，2θ在21.80°至22.40°之间，峰强度为I_C；

衍射峰D，2θ在25.92°至26.38°之间，峰强度为I_D；