[发明专利]一种纳米棒形SAPO-5分子筛的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种纳米棒形SAPO‑5分子筛的制备方法，所述方法包括以下内容：先将硅源、铝源、磷源和水进行混合，然后初步水热晶化，之后再加入有机胺模板剂后再次进行高温水热晶化，水热晶化反应结束后，使用自来水对反应容器进行快速降温，最后，经过离心、洗涤和干燥就可以得到SAPO‑5分子筛原粉，进一步的，经过高温煅烧就可以得到纳米棒形SAPO‑5分子筛。该方法制备的SAPO‑5分子筛结晶性优良，形貌尺寸规整，在甲醇制烯烃反应中表现出了良好的性能。

技术领域

本发明属于分子筛领域，具体涉及一种纳米棒形SAPO-5分子筛的制备。

背景技术

自1982年UCC公司开发出AIPO系列分子筛以来，对于这一仅含有磷、铝和氧元素构成的分子筛材料，由于其铝氧四面体和磷氧四面体之间的电性相反且相等，使得该类分子筛显电中性，进而不能用于离子交换，这对其广泛应用存在很大的限制。

后来，在1984年，lok等人创造性的将Si引入了AIPO分子筛中，这便是之后广泛使用的SAPO系列分子筛。对于SAPO分子筛，一般按其孔径大小，分为微孔、小孔、中孔和大孔，对于每一种孔道类型的SAPO分子筛都有多种具体的分子筛已被研究，如SAPO-5、SAPO-11、SAPO-17、SAPO-20或SAPO-34等等。这其中，以SAPO-5为代表的大孔分子筛，由于表面具有广泛分布的L酸和B酸，骨架具有四元环和六元环构成的十二元环结构，孔径为0.8nm，使得其表现出良好的水热稳定性和热稳定性。因此，其在MTO、烷基化反应、异构化反应等等中具有优异的性能表现。

对于SAPO-5分子筛的合成方法主要包括水热法(参见专利US6680278)、微波反应法(参见文献：“微波辐射合成SAPO-5分子筛中硅铝比对产物结晶度和甲苯吸附性能的研究”)、混合溶剂法(参见文献“Study of SAPO-5 obtained from surfactant-containinggels：part 1.Crystallization parameters and mechanism of Si substitution”)等等。

虽然现在有多种方法合成SAPO-5分子筛，但是这些方法合成出的SAPO-5分子筛的形貌很难控制，一般都是圆片状或球状，很少有方法能够制备出纳米棒形SAPO-5分子筛。而纳米棒状结构相对于片状或球状都具有巨大的结构优势，为此，本发明的目的在于提供一种快速制备出尺寸均一的纳米棒形SAPO-5分子筛。将其应用于甲醇制烯烃反应中，表现出优于片状或球状结构的SAPO-5分子筛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备纳米棒形SAPO-5分子筛的方法，该方法具有简单、快速、可重复性高的特点，制备出的纳米棒形SAPO-5分子筛相对于片状或球状结构的SAPO-5分子筛，在甲醇制烯烃反应中具有更加优异的表现。

本发明提供的纳米棒形SAPO-5分子筛的制备方法，依次包括以下步骤：

1)将铝源、硅源、磷源和水，按比例进行混合，然后在磁力搅拌机的作用下，经过5-20min的中速搅拌，得到初始混合溶液A；

2)将步骤1)中得到的初始混合溶液A，不需要经过陈化，直接转移到水热晶化釜中，在60-80℃下初步晶化2-5h，得到初始晶化液B；

3)将步骤2)中得到的初始晶化液B使用碱调整pH至pH＝6-7之间，然后再向其中加入适量的有机胺模板剂，之后，再次将该混合溶液转移到水热晶化釜中进行反应；

4)反应结束后，使用夹取钳快速取出水热晶化釜，并使用自来水快速降温，经过0.3-1h后，打开水热晶化釜，将其中的产物经过离心、洗涤和烘干，即可得到纳米棒形SAPO-5分子筛原粉。

通常，在上述的制备方法中，所用的铝源包括拟薄水铝石、异丙醇铝、铝溶胶或硫酸铝中的一种；硅源包括TEOS、硅溶胶、硅凝胶或硅酸钠中的一种或几种；磷源包括磷酸、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或偏磷酸中的一种。