[发明专利]一种钴基多金属单原子同晶取代的磷铝分子筛MeAPO-5及其制备方法

权利要求书

1.一种钴基多金属单原子同晶取代的磷铝分子筛MeAPO-5的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 以铝源、磷源、钴源、其他掺杂金属源、模板剂、矿化剂和去离子水充分混合均匀，制备得到晶化液；

(2) 将制备得到的晶化液采用二段短时间晶化的方式，得到固液混合反应产物；

(3) 将固液混合反应产物进行过滤，用去离子水对固体粉末进行充分洗涤，直至洗出液体pH=7；

(4)将洗净的固体粉末在120℃的空气流中干燥10~15小时，得到蓝色粉末即为钴基多金属单原子同晶取代的磷铝分子筛MeAPO-5；

所述其他掺杂金属源为其他掺杂金属的硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐、磷酸盐或酸溶性氧化物；其他掺杂金属选自镧系金属、钪、钛、钒、钯、钌、钇、锆、铪、钽、铂中的2~4种；

步骤（1）中，制备晶化液的加料混合顺序为：

（Ⅰ）掺杂的金属不含铂族金属时，晶化液的配制方法如下：（a）其他掺杂金属源为其他掺杂金属的硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐或磷酸盐时，取30%去离子水，与计算量的矿化剂充分混合，为溶液A1；另取20%去离子水，加入计算量的钴源和其他掺杂金属源，充分混合，配制为溶液B1；在维持剧烈搅拌的条件下，将溶液B1缓缓滴入溶液A1中；充分搅拌至形成均一无沉淀的液体混合物，配制过程中需要保证液体温度低于15℃；再将此液体混合物缓缓滴入磷源和铝源预先混合形成的浆液中；而后再添加模板剂，充分搅拌即可完成混合；（b）当其他掺杂金属源含有其他掺杂金属的酸溶性氧化物时，取30%去离子水，与计算量的矿化剂充分混合，为溶液A1；另取20%去离子水，加入计算量的钴源和其他掺杂金属的硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐或磷酸盐，充分混合，配制为溶液B1；在维持剧烈搅拌的条件下，将溶液B1缓缓滴入溶液A1之后，加入计算量的其他掺杂金属的酸溶性氧化物；充分搅拌至形成均一无沉淀的液体混合物，配制过程中需要保证液体温度低于15℃；再将此液体混合物缓缓滴入磷源和铝源预先混合形成的浆液中；而后再添加模板剂，充分搅拌即可完成混合；

（Ⅱ）掺杂的金属含铂族金属时，晶化液的配制方法如下：（a）其他掺杂金属源为其他掺杂金属的硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐或磷酸盐时，取30%去离子水，与计算量的矿化剂充分混合，为溶液A2；另称取计算量的铂族金属源，加入其质量1.1倍的稳定剂，放入干燥密封容器内，在100℃自生压力条件下，反应2hrs，得到溶液B2；另取20%去离子水，加入计算量的钴源和非铂族其他掺杂金属源，充分搅拌配制成溶液C2，在维持剧烈搅拌的条件下，将溶液B2和溶液C2依次缓缓滴入溶液A2中；充分搅拌至形成均一无沉淀的液体混合物，配制过程中需要保证液体温度低于15℃；再将此液体混合物缓缓滴入磷源和铝源预先混合形成的浆液中；而后再添加模板剂，充分搅拌即可完成混合；（b）当其他掺杂金属源含有其他掺杂金属的酸溶性氧化物时，取30%去离子水，与计算量的矿化剂充分混合，为溶液A2；另称取计算量的铂族金属的硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐或磷酸盐，加入其质量1.1倍的稳定剂，放入干燥密封容器内，在100℃自生压力条件下，反应2hrs，得到溶液B2；另取20%去离子水，加入计算量的钴源和非铂族其他掺杂金属的硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐或磷酸盐，充分搅拌配制成溶液C2，在维持剧烈搅拌的条件下，将溶液B2和溶液C2依次缓缓滴入溶液A2之后，加入计算量的其他掺杂金属的酸溶性氧化物，充分搅拌至形成均一无沉淀的液体混合物，配制过程中需要保证液体温度低于15℃；再将此液体混合物缓缓滴入磷源和铝源预先混合形成的浆液中；而后再添加模板剂，充分搅拌即可完成混合；

铝源、磷源、钴源、其他掺杂金属源、模板剂、矿化剂和去离子水的投料摩尔比为1.00Al: u P: v Co: w (M1+M2+M3+M4): x SDA: z Min:y H₂O；其中SDA为模板剂，Min为矿化剂，(M1+M2+M3+M4)为其他掺杂金属源，u、v、w、x、y、z分别为P、Co、(M1+M2+M3+M4)、SDA、H₂O和Min的摩尔数，u取值范围1.20~1.70，v取值范围0.01~0.10，w取值范围0.004~0.05，x取值范围0.45~1.00，y取值范围25.00~56.00，z取值范围0.00~0.10；

所述铝源为拟薄水铝石或氢氧化铝，铝源的含水量质量范围在43.25~75.10%之间；

所述磷源为正磷酸；

所述钴源为可溶性钴盐，选自硝酸钴、醋酸钴、碳酸钴、氧化钴、磷酸钴中的一种；

所述模板剂为三乙胺、N,N-二乙基二乙醇胺、三正丙胺或四乙基氢氧化铵中的两种混用；

所述矿化剂为氢氟酸、三氟乙酸、氟硼酸、氟硫酸、氟硫酸铵、氟硅酸、氟硅酸铵中的一种或多种；

所述稳定剂为乙二醇，异丙醇或正丁醇中的一种；

所述二段短时间晶化的条件是在密封且具有自生压力的条件下，将温度升至60~120℃，老化0.5~2小时，再将温度提高至160~200℃，晶化1~4小时。