[发明专利]一种纳米片状AFX和CHA共晶分子筛、其制备方法以及应用

说明书

本申请公开了一种纳米片状AFX和CHA共晶分子筛，该纳米片状AFX和CHA共晶分子筛的最大长度为150～500nm。本申请还公开制备该共晶分子筛的方法及其作为吸附剂、催化剂或催化剂载体的应用，该方法包括：(1)将AFX和CHA型分子筛两者中的第一分子筛进行预处理以破坏其晶体结构，以获得第一分子筛前驱体；(2)将第一分子筛前驱体与AFX和CHA型分子筛两者中的第二分子筛的合成体系混合以得到初始混合物；(3)将步骤(2)中所得到的初始混合物在反应釜中水热晶化，晶化温度为160～240℃，晶化时间为2～24h；以及(4)晶化结束后，经后处理即可得到上述共晶分子筛。该制备方法简单，操作方便，能快速合成上述纳米共晶分子筛。

技术领域

本申请属于分子筛合成领域，具体而言，涉及一种纳米片状AFX和CHA共晶分子筛、其制备方法和应用。

背景技术

磷酸硅铝(SAPO-n)系列分子筛由美国联合碳化公司(UCC)于1984年开发USP 4,440,871，是由[SiO₄]⁰，[AlO₄]^-，[PO₄]⁺三种四面体单元构成的微孔型晶体。Si原子同晶取代中性磷酸铝骨架结构中部分的P原子或同时取代P和Al原子，使骨架产生净的负电荷，引入B酸中心，从而赋予SAPO分子筛催化和气体吸附分离等性能。

磷酸硅铝分子筛的结构种类多样。其中，SAPO-56是一种具有AFX结构的小孔分子筛，具有八元环的三维孔道，孔径0.34nm×0.36nm，其基本结构单元为双六元环。SAPO-34分子筛具有CHA结构类型，双六元环按照ABC堆积方式，形成三维交叉孔道结构，孔径0.38nm×0.38nm。

现有技术公开了SAPO-56分子筛的合成研究，采用单一有机模板剂N,N,N’,N’-四甲基-1,6-己二胺(TMHDA)合成SAPO-56。SAPO-56分子筛广泛应用于裂解、加氢裂解、烷基化、异构化、聚合、甲烷化、合成气转化等反应过程中。目前，对于SAPO-56分子筛研究较少，已报道的合成方法所获得的SAPO-56分子筛晶体粒度均在微米级，且需要用到异丙胺、二正丁胺、三丙胺等作为共模板剂，合成方法复杂)。天津大学团队提出一种以TMHDA和三乙胺水热合成SAPO-56/SAPO-34复合分子筛的制备方法，但粒度仍在微米级。

发明内容

为了克服现有技术中的上述问题，本申请提供了一种纳米片状AFX和CHA共晶分子筛，其具有纳米级尺寸。

具体而言，第一方面，本申请提供了一种纳米片状AFX和CHA共晶分子筛，所述纳米片状AFX和CHA共晶分子筛的最大长度为150～500nm。

可选地，所述纳米片状AFX和CHA共晶分子筛的厚度为50～100nm。

可选地，所述纳米片状AFX和CHA共晶分子筛选自具有AFX和CHA共晶分子筛的磷酸硅铝分子筛和/或硅铝分子筛。

可选地，本申请的纳米片状AFX和CHA共晶分子筛的X射线衍射谱图呈现宽峰和尖峰共存的特征。

第二方面，本申请提供了一种制备上述纳米片状AFX和CHA共晶分子筛的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将AFX和CHA型分子筛两者中的第一分子筛进行预处理以破坏其晶体结构，以获得第一分子筛前驱体；

(2)将步骤(1)得到的第一分子筛前驱体与AFX和CHA型分子筛两者中的第二分子筛的合成体系混合以得到初始混合物，其中所述合成体系包括水以及合成第二分子筛的模板剂，第二分子筛与第一分子筛不同；

(3)将步骤(2)中所得到的初始混合物在反应釜中的自生压力下进行水热晶化，晶化温度为160～240℃，晶化时间为2～24h；以及