[发明专利]一种ATS型分子筛、其合成方法及其应用

说明书

本发明公开了一种ATS型分子筛、其合成方法及其应用。所述ATS型分子筛，所述分子筛具有示意性化学组成Al₂O₃·nP₂O₅，其中磷铝摩尔比n＝0.7～1.5，所述分子筛具有针状形貌，其长径比为30～100。本发明还公开了一种ATS型分子筛的合成方法，包括在晶化条件下使得磷源、铝源、结构导向剂和水接触的步骤；和任选地，焙烧所述获得的分子筛的步骤；所述结构导向剂为4‑吡咯烷基吡啶，所述晶化为恒定温度下的一步直接晶化。本发明提供的ATS型分子筛，所述分子筛具有特殊的形貌，而且纯度较高。该ATS型分子筛或者ATS型分子筛组合物可作为吸附剂或有机化合物转化用催化剂应用。

技术领域

本发明涉及一种ATS型分子筛、其合成方法及其应用。

背景技术

在工业上，多孔无机材料尤其是分子筛材料被广泛用作催化剂和催化剂载体。结晶微孔分子筛的基本骨架结构是基于刚性的三维TO₄(SiO₄，AlO₄等)单元结构；在此结构中TO₄是以四面体方式共享氧原子，骨架四面体如AlO₄的电荷平衡是通过表面阳离子如Na⁺、H⁺的存在保持的。在分子筛的结构中存在着丰富的、孔径一定的孔道体系，这些孔道相互交错形成三维网状结构，且孔道中的水或有机物被去除后其骨架仍能稳定存在(US 4439409)。正是基于上述结构，分子筛不但对多种有机反应具有良好催化活性、优良的择形性、并通过改性可实现良好的选择性(US 6162416,US 4954325,US 5362697)。

ATS型分子筛是一种孔口大小为0.65×0.75nm的具有一维十二元环孔道分子筛，其骨架由AlO₄四面体和PO₄四面体交替链接而成。将金属原子引入到该分子筛骨架中而生成酸性中心或者氧化还原中心，使其在催化领域具有潜在的应用价值。

中国专利CN106809860B公开了一种ATS型金属磷酸铝分子筛的离子热合成方法，该方法采用了烷基季铵阳离子[NR₄]⁺、烷基季膦阳离子[PR₄]⁺、烷基取代的咪唑阳离子[Ri_m]⁺、烷基取代的吡啶阳离子[Rpy]⁺等离子液体合成了ATS型金属磷酸铝分子筛，但是这些离子液体的价格较贵，且该方法较难实现分子筛工业化的生产。目前，ATS型分子筛主要是在水热条件下合成的。以三正丙胺为结构导向剂合成ATS分子筛，但是该合成过程比较复杂，常常需要变温晶化过程，而且产物中往往混有AFI杂相。Ignatius Y.Chan等使用一种分子结构十分复杂的[1-(3-氟苯基)环戊基]甲基-三甲基铵化合物为结构导向剂合成了ATS型分子筛，但是这些结构导向剂价格昂贵，分子筛的成本较高；WO2001066464A2使用苯基环烷基甲基铵化合物或N-环己基-N-(2-甲基丙基)吡咯烷基化合物为结构导向剂合成了纯硅、硅铝、硅硼、硅钛、硅钒等含硅的ATS型分子筛，合成体系中必须要加入碱金属元素或碱土金属，需要进行铵离子交换进行催化反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种新的ATS型分子筛，所述分子筛具有特殊的形貌，而且纯度较高。

本发明所要解决的技术问题之二是针对现有技术存在ATS型分子筛制备过程复杂，ATS分子筛晶相不纯、结构导向剂价格昂贵的问题，提供一种新的ATS型分子筛的合成方法。该方法采用的结构导向剂成本低，而且制备过程简单，所得ATS分子筛纯度高。

本发明第一方面提供了一种ATS型分子筛，所述分子筛具有示意性化学组成Al₂O₃·nP₂O₅，其中磷铝摩尔比n＝0.7～1.5，所述分子筛具有针状形貌，其长径比为30～100，优选40～80。