[发明专利]一种SAPO-11分子筛的常压合成方法

说明书

本发明属于SAPO‑11分子筛技术领域，公开了一种SAPO‑11分子筛的常压合成方法。所述方法为将水、铝源、磷源、有机胺、硅源与碳材料按特定摩尔比例顺序加入容器中并搅拌制备溶胶，在微波条件下，将所述溶胶加热晶化，得到分子筛SAPO‑11；所述水、铝源(以Al₂O₃计)、磷源(以P₂O₅计)、有机胺、硅源(以SiO₂计)与碳材料的摩尔比例为(60‑120):1.0:1.0:(1.1‑1.4):(0.2‑1.0):(0.01‑0.50)。该方法条件温和，能顺利合成分子筛SAPO‑11，能显著缩短分子筛合成诱导期，有效抑制小晶粒的聚集现象。

技术领域

本发明涉及SAPO-11分子筛，特别涉及一种SAPO-11分子筛的常压合成方法。

背景技术

SAPO-11分子筛具有良好的异构化催化活性，已在汽油改质和柴油脱蜡等石油化工领域得到了广泛研究。SAPO-11分子筛具有一维直孔道结构，正构烷烃可以在晶粒外表面孔口位置发生异构反应，生成异构烃，而且SAPO-11分子筛酸性质温和，不易引发异构烃发生裂化反应，能够提高异构烃收率。

SAPO-11分子筛的常用合成手段为水热合成法，高温条件下(通常180℃)，水蒸气自生成压力高，这对合成设备提出了较高的质量要求，增加了设备费用；此外，该高温合成法势必引发小晶粒的聚集现象，形成的SAPO-11颗粒尺寸大，外比表面暴露率低，降低异构化反应活性。羟基自由基可有效促进分子筛成核、加快分子筛生长过程，大多研究者是通过向合成体系引入紫外光照、过氧化物、晶种球磨处理手段，促进羟基自由基的产生，实现温和快速的分子筛合成路线，但是上述现有方法势必提高分子筛合成工序的复杂程度。针对上述方法的缺陷，本发明提供一种新的利用羟基自由基加快合成SAPO-11分子筛的方法，以克服常用水热合成方法中存在的各种技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的SAPO-11分子筛合成方法复杂、合成成分较高的技术问题，本发明提供了一种SAPO-11分子筛的常压合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:

一种SAPO-11分子筛的常压合成方法，其特征在于:将水、铝源、磷源、有机胺、硅源与碳材料按特定摩尔比例顺序加入容器中并搅拌制备溶胶，在微波条件下，将所述溶胶加热晶化，得到分子筛SAPO-11；所述水、铝源(以Al₂O₃计)、磷源(以P₂O₅计)、有机胺、硅源(以SiO₂计)与碳材料的摩尔比例为(60-120):1.0:1.0:(1.1-1.4):(0.2-1.0):(0.01-0.50)。

在本发明中，发明人向水热体系中加入晶种和超低浓度碳材料，以微波加热取代常规烘箱加热方法。碳材料作为介孔模板加入到分子筛合成体系中，通过高温煅烧除去碳材料，在分子筛产物中留下介孔-大孔结构，可降低大分子反应物/产物在SAPO-11分子筛微孔中的扩散阻力。发明起初发明人试图在微波条件下，将碳材料作为催化剂，诱发空气产生羟基自由基，羟基自由基显著加快沸石分子筛的成核，但是发明人发现此方法最终会导致SAPO-11分子筛的无法合成，发明人甚至一度放弃了最终的想法，但是随着试验的进行，发明人惊喜的发现，巧妙的调整碳材料比例含量，就能够最终合成成品SAPO-11分子筛。本发明采用低比例碳材料结合微波条件，将碳材料充当介孔模板剂，赋予分子筛等级孔道结构，降低了大分子反应物/产物在SAPO-11分子筛微孔中的扩散阻力，同时，在不增加合成工序复杂度的前提下，在微波条件下，将低比例的碳材料作为催化剂，诱发空气产生羟基自由基，并可调控羟基自由基浓度，使其顺利合成分子筛SAPO-11，降低反应能垒，缩短分子筛合成诱导期，显著加快沸石分子筛的成核；究其原因，发明人猜测可能是因为过高的碳材料投料造成羟基自由基浓度偏高，反而会影响结构单元自主装过程，无法合成分子筛产物。