[发明专利]分子筛的合成方法

说明书

本发明涉及催化材料合成领域，公开了一种分子筛的合成方法，其中，所述合成方法包括：(1)提供初始凝胶混合物，所述初始凝胶混合物含有AlPO₄‑15、模板剂和水；(2)将所述初始凝胶混合物进行晶化；(3)将晶化产物进行固液分离，将得到的固相用去离子水洗涤至中性并干燥以及可选的焙烧。采用AlPO₄‑15作为磷源和铝源来合成分子筛，与传统水热合成法、干凝胶转化法相比，该方法具有重复性好、产品结晶度高、水铝比低、单釜收率高、污水排放少、合成成本低、易于工业放大等优点，是一种低成本的合成分子筛的有效方法。

技术领域

本发明涉及催化材料合成领域，具体地说，涉及一种分子筛的合成方法。

背景技术

1982年，美国联碳公司(United Carbide Corporation，UCC)的S.T.Wilson等首次报道了一个新型分子筛家族——磷酸铝分子筛AlPO₄-n(n为编号)的合成。在磷铝分子筛中，AlO₄四面体和PO₄四面体严格交替排列，Al/P为1，形成了电中性的骨架结构。

1984年，美国联碳公司的B.M.Lok等在AlPO₄-n分子筛的骨架结构中成功引入硅原子，开发了一系列的硅磷铝分子筛SAPO-n(n为编号)。Si原子的引入为中性的AlPO₄-n分子筛带来了骨架负电荷，骨架负电荷需要用质子进行平衡，这也就使得分子筛具有了酸(简称B酸)或催化活性中心，从而扩大了AlPO₄-n分子筛的应用范围。截至目前，研究人员已经合成出了近三十种硅磷铝分子筛，SAPO-n分子筛被广泛地应用在离子交换、吸附分离和催化等领域。其中，以SAPO-11和SAPO-34分子筛为代表的SAPO分子筛在催化领域有着十分重要的应用。SAPO-11分子筛由于酸性较弱且具有合适的孔径，在正丁烯异构和长链正构烷烃临氢异构等反应中具有高的活性和选择性，使其在催化裂化提高汽油辛烷值和润滑油临氢脱蜡降凝等石油炼制过程中得到了广泛应用。SAPO-34分子筛已被作为活性组分配制成微球催化剂用于流化床甲醇制取低碳烯烃的工业技术中，得到了广泛的应用，此外，SAPO-34分子筛还可以作为催化裂化(FCC)技术的引发剂。

1986年，Flanigen等人首次报道含有金属杂原子的磷酸铝分子筛(MAPO，M为引入的金属元素)。金属杂原子在一个磷酸铝分子筛中的同晶取代有三种情况：取代Al位置，取代P位置，或取代一对相邻的Al和P。第一种情况主要发生在用来取代的金属杂原子价态是+1、+2和+3价的前提下，产生一个M-O-P键。然而，当取代的金属杂原子是+4和+5价时(如V和Ti)，情况则会变得复杂，可能采取三种取代机制中的任何一个也可能是三个都采用。目前被引入的金属元素已达20种以上，其丰富了骨架组成，拓展分子筛结构类型。且MeAPO分子筛可作为固体酸催化剂或催化剂载体，是催化氧化、加氢裂化、芳烃烷基化、聚合及基团转移等有机反应的常用催化剂。

目前AlPO、SAPO、MeAPO分子筛普遍采用水热合成法来合成分子筛，该方法具有简单、易操作、技术成熟等优点，但存在合成重复性差、水铝比高、单釜收率低、废水排放多、容易产生杂晶等问题。