[发明专利]一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO-5分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO‑5分子筛的方法，利用凹凸棒土作为硅源和部分铝源，通过两步水热处理制备出高结晶度SAPO‑5分子筛；该方法降低了SAPO‑5分子筛的合成成本，同时将廉价的凹凸棒土转化成高附加值的分子筛功能材料具有较大经济价值，本发明公开的方法简单、易行，合成出的SAPO‑5分子筛结晶度高，催化性能好，因此具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于精细化工和无机材料领域，具体涉及一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO-5分子筛的方法。

背景技术

凹凸棒土是指以水合镁铝硅酸盐为主要组分的一种具有独特的层链状结构的粘土矿物。我国于1976年首次在江苏六合小盘山等地发现凹凸棒土矿之后，相继在苏皖地区发现了大型凹凸棒土矿，尤其是安徽省明光市的涧溪、官山一带，已探明的矿藏储量、品位、年开采规模均居世界前列。据估计，我国的凹凸棒土储存量占全球总储存量的50％以上，储量大，价格低。目前，凹凸棒土主要在涂料、钻井泥浆、食用油脱色等方面得到广泛应用。但是，其开发利用水平比较低，凹凸棒土产品比较单调，附加值不高。因此，将凹凸棒土转化为具有高附加值的化学产品具有极大的经济价值和工业前景。

分子筛是重要的无机多孔功能材料，因其独特的孔道结构、可调的组成被广泛应用于吸附、催化、分离等领域，具有很大的价值。目前分子筛合成过程中使用的硅、铝源主要为工业级或者化学纯的原料，例如白炭黑、硅溶胶、铝酸钠等，原料成本相对较高。若能利用凹凸棒土作为合成分子筛的硅、铝源将凹凸棒土转化为分子筛，不仅可以降低分子筛合成的成本，而且有利于凹凸棒土的进一步开发利用，具有重要的意义。

SAPO-5分子筛是具有独特晶体结构的新型微孔分子筛材料，其孔径为0.8nm，骨架呈现电负性，具有适中的质子酸性并且具有良好的热稳定性和水热稳定性，其在裂化反应、烷基化反应、芳构化反应、异构化反应、MTO反应等催化反应中有着巨大的应用潜力。利用凹凸棒土为原料制备SAPO-5分子筛对发展SAPO-5分子筛的合成方法、扩大凹凸棒土的利用范围意义重大。但是，目前相关报道较少。中国专利CN 109052428 A中公开过一种以非金属矿凹凸棒石为原料制备SAPO分子筛的方法，采用一步水热法，这种方法制备的SAPO-5分子筛结晶度不高或者容易形成SAPO-5与其它分子筛的混晶分子筛。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO-5分子筛的方法，利用凹凸棒土作为硅源和部分铝源，通过两步水热处理，合成了高结晶度SAPO-5分子筛；该方法降低了SAPO-5分子筛的合成成本，同时将廉价的凹凸棒土转化成高附加值的分子筛功能材料具有较大经济价值，本发明公开的方法简单、易行，合成出的SAPO-5分子筛结晶度高，催化性能好，因此具有较大的应用前景。

本发明采取的技术方案为：

一种以凹凸棒土为原料制备高结晶度SAPO-5分子筛的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将凹凸棒土、磷酸加入到蒸馏水中，混合均匀，于180～220℃水热反应8～24h，取出，冷却，得到混合液一；

(2)向所述混合液一中加入铝源、三乙胺，剧烈搅拌至混合均匀，然后在180～220℃水热反应12～24h，所得固体产物经洗涤，过滤，干燥，焙烧，得到高结晶度SAPO-5分子筛。

进一步地，所述蒸馏水、凹凸棒土、铝源、磷酸、三乙胺的质量之比为69.78：2.77～4.15：4.43～6.65：10.66～16.00：6.56～9.84。

步骤(2)中，所述剧烈搅拌的搅拌速度为200转/分钟以上。

步骤(2)中，所述焙烧的条件为在500～600℃空气气氛下焙烧4～8h。

所述的凹凸棒土的硅含量为50％～70％，铝含量为6％～15％。

所述磷酸为含量大于等于80％的正磷酸。