[发明专利]一种制备纳米片状Ce-SAPO-34分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种制备纳米片状Ce‑SAPO‑34分子筛的方法，将铝源与水混合均匀后，向其中加入定量的模板剂，继续搅拌，在搅拌下加入磷源，之后滴加硅源搅拌，待搅拌完全，加入定量的Ce基化合物至呈均匀凝胶；然后置于反应釜中，在150～200℃晶化1.5～4天；产物抽滤、烘干，即得到Ce‑SAPO‑34分子筛原粉。本发明以四乙基氢氧化铵作为模板剂，以异丙醇铝为铝源，用异丙醇铝分解得到的异丙醇来调节形貌，在水热合成条件下一锅法合成Ce‑SAPO‑34分子筛，产品不仅保持良好的纯度，还具有纳米片状的特殊形貌，在甲醇制烯烃反应中具有优异的催化反应性能。

技术领域

本发明涉及Ce-SAPO-34分子筛的制备，特别涉及一种制备纳米片状Ce-SAPO-34分子筛的方法。

背景技术

作为重要的催化材料，沸石分子筛因其大的比表面、较高的吸附能力及可调节的酸密度等特点，被广泛应用于石油炼制及精细化工等过程中。SAPO-34分子筛具有三维八元环孔道结构，在甲醇制烯烃反应中表现出高的转化率和优异的烯烃选择性。催化剂的热稳定性会影响催化性能，也是催化剂实现商业化应用的关键。研究表明，稀土改性的Y分子筛的热稳定性高于常规Y分子筛。通过对Y分子筛孔道中的稀土离子进行分析，结果表明稀土离子可通过修饰进入分子筛，与骨架原子形成相互作用，从而增强分子筛骨架结构的稳定性。目前也有关于在SAPO-34分子筛中引入稀土Ce元素的工作，也发现了Ce元素的引入有利于分子筛骨架的稳定。又考虑到微孔孔径一般小于2nm，当反应物和产物分子的尺寸较大时，扩散会受到限制，从而影响催化性能及催化剂的使用寿命。对纳米片状Ce-SAPO-34分子筛材料而言，一方面引入Ce元素增强分子筛骨架的稳定性，另一方面缩短晶体厚度来提高分子筛的扩散能力，进而改善Ce-SAPO-34分子筛在甲醇制烯烃反应中的催化性能及寿命。

目前已有将Ce元素成功引入SAPO-34分子筛的工作，但所得分子筛产品的传质扩散能力仍不太理想，导致催化剂的使用寿命有限，不利于其工业应用。缩短分子筛晶体的厚度有利于提高其扩散能力，如何合成纳米片状Ce-SAPO-34分子筛成为研究重点。根据大量研究报道，纳米片状分子筛的合成往往需要昂贵特殊的复杂模板剂，因此开发一条低成本路线来制备纳米片状Ce-SAPO-34分子筛是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种制备纳米片状Ce-SAPO-34分子筛的方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种制备纳米片状Ce-SAPO-34分子筛的方法，具体包括下述步骤：控制各反应原料的添加量，使Al₂O₃∶P₂O₅∶SiO₂∶模板剂∶Ce基化合物：H₂O的摩尔比范围为1∶0.9～1.3∶0.3～0.6∶1.0～1.7∶0.04～0.2∶40～80，将铝源与水混合均匀后，所述铝源为异丙醇铝，向其中加入定量的四乙基氢氧化铵作为模板剂，继续搅拌，在搅拌下加入磷源，之后滴加硅源搅拌，待搅拌完全，加入定量的Ce基化合物至呈均匀凝胶；然后置于反应釜中，在150～200℃晶化1.5～4天；产物抽滤、烘干，即得到Ce-SAPO-34分子筛原粉。

本发明中，所述磷源为质量分数为85％的磷酸。

本发明中，所述模板剂为质量分数为25％的四乙基氢氧化铵。

本发明中，所述硅源为质量分数为40％的硅溶胶。

本发明中，所述Ce基化合物为六水硝酸铈。