[发明专利]结晶铝磷酸盐A1P04-41的制备方法

说明书

本发明概括性地涉及结晶铝磷酸盐组合物，而较详细地涉及一种分子筛型的新型结晶铝磷酸盐及其制备方法。

微孔结晶铝磷酸盐组合物，具有通过共用角氧原子而键合在一起的AlO₂和PO₂四面体形成的开口网络结构，其特点在于具有均匀的孔口尺寸，到目前为止，已由大量刊物予以报导，值得注意的是1980年7月7日由S.T.Wilson等人在美国专利第4，310，440号中公开的说明书。Wilson等人的铝磷酸盐构成了一类非沸石分子筛属性的物质，此类物质可以进行完全的和可逆的脱水作用，而在无水和水化状态均可保持相同的基本网络拓朴结构。在本发明的说明书和权利要求书中继续沿用上述专利中所应用的“基本网络拓朴”或“基本网络结构”术语，它的意思是指基本Al-O和P-O键的空间排列。还知道在进行可逆地或不可逆地部分或全部脱水作用时，可以进行结构重排的其他微孔铝磷酸盐，例如由F.D-Yvoire〔法国化学学会会报，1762页（1961年）〕报导的矿物磷铝石和准磷铝石以及某些合成亚稳铝磷酸盐。在美国专利第4，567，029号、4，554，143号和4，440，871号中公开了，除含有AlO₂和PO₂四面体外还含有铁、锰、镁、钴、锌或硅的氧化物网络四面体的其他类别的合成结晶组合物。

本发明包括叫做AlPO₄-41的新型微孔结晶铝磷酸盐及其制备方法。AlPO₄-41具有一种基本网络结构，用氧化物的摩尔比表示，其化学组成是：

Al₂O₃∶1.0±0.2P₂O₅

和显示包括至少由下面表Ⅰ中所列的2θ值计算出来的面网间距d的X射线粉末衍射图。

AlPO₄-41由含有水、铝和磷的活性源以及一种有机摸板剂（较好的是烷基胺，而最好是二正丙胺）的反应混合物，用水热结晶法来制备。已经发现用以前制备的AlPO₄-41结晶或用一种在拓朴结构上有关的结晶作为反应混合物的晶种，将有助于避免同时生成过量的其他铝磷酸盐物质。

由含有磷和铝的活性源和一种有机模板剂，较好的是烷基胺，例如二正丙胺或二异丙胺或其混合物，的反应混合物，用水热结晶法可制备本发明的新型微孔铝磷酸盐。典型的制备方法包括形成一种用氧化物的摩尔比表示是：

Al₂O₃∶0.5至3P₂O₅∶10-200H₂O

的反应混合物和每摩尔Al₂O₃有至少约为1.0至6摩尔，而较好的是4摩尔的二烷基胺。将反应混合物放在对于反应混合物是惰性的反应容器中和在温度至少约为100℃下，而较好的是在100℃和300℃之间，加热至结晶析出，此加热持续时间通常为1至4周。然后用任何常用的方法，例如过滤或离心，将固体结晶反应物分离、用水洗涤和在环境温度至大约110℃之间在空气中干燥。在一种优择的结晶方法中，磷源是磷酸，而铝源是一种假勃姆石水合氧化铝，温度是150℃至200℃，结晶时间是由7小时至14日，有机氧化物在反应混合物中的比值是

最优择的模板剂是二正丙胺，它在反应混合物中的量约为每摩尔二氧化铝有2.0至40摩尔。此外，最优择的是反应混合物含有至少每摩尔二氧化铝有50摩尔的H₂O和含有以前制备的AlPO₄-41的晶种。晶种的量不是关键性的，但是已经发现，按反应混合物的总重量计算，高达50%（重）的AlPO₄-41量将是有效的。可在静止或搅拌条件下进行消化和结晶。