專利名稱：一種以哌嗪為模板劑合成sapo-34分子篩的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及硅磷酸鋁分子篩SAP0-34的合成，具體講是以哌嗪為模板劑，合成結晶度較高，晶體顆粒較大的SAP0-34分子篩。
背景技術：
硅磷酸鋁分子篩SAP0-34由P04，AlO4和SiO4四面體構成三維骨架結構，SAP0-34分子篩具有中等強度的酸性中心，同時具有八元環(huán)小孔結構，在甲醇制低碳烯烴反應中表現出優(yōu)異的催化性能。合成SAP0-34分子篩可采用多種模板劑，如四乙基氫氧化銨、異丙胺、二丙胺、哌唆、嗎啉、三乙胺、二乙胺等以及它們的混合物。一般認為，模板劑在分子篩合成過程中起結構導向、電荷匹配和空間填充作用，模板劑的種類對合成的分子篩結構和物化性質等的影 響很大，文獻Top. Catal. 2003，24，I報道了三乙胺、四乙基氫氧化銨、1，3，3-三甲基-6-氮雜雙環(huán)[3.2. I]辛烷，其在菱沸石籠中只能存在一個離子(分子)；環(huán)己胺、嗎啉、哌啶及其衍生物在SAP0-34的菱沸石籠結構單元中只能存在二個離子(分子)。而現有SAP0-34合成路線中硅源的用量遠高于此，因此分子篩結構中大量的硅組成通過硅與硅連接之間連接起來，以“硅島”的形式存在，影響質子酸中心數量。
發(fā)明內容
本發(fā)明是以哌嗪為模板劑合成SAP0-34分子篩，通過單晶解析發(fā)現菱沸石籠中存在兩個哌嗪分子，哌嗪分子又名二氮己環(huán)，兩個氮原子提供了兩個正電荷，那么相當于在一個菱沸石籠中有四個正電荷，由電荷匹配原理在主客體之間相互作用上的應用可知骨架上將產生更多的質子酸中心，使得SAP0-34分子篩在催化反應中的活性更高，為工業(yè)發(fā)展帶來更好的前景。本發(fā)明經過下述步驟將鋁源、磷源、硅源、有機模板劑和水混合均勻制成合成凝膠，成膠時的溫度為15 35°C，然后將該合成凝膠在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產品。本發(fā)明以磷酸為磷源，擬薄水鋁石為鋁源，硅溶膠為硅源，哌嗪為模板劑，反應物料按照以下摩爾配比合成凝膠Al2O3 H3PO4 SiO2 R H2O =1.0 2.0 O. I I. O I. 8 50 150。本發(fā)明方法中，優(yōu)選的是將合成膠體在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產品。本發(fā)明的有益效果是以哌嗪為模板劑合成的SAP0-34分子篩，其骨架上將產生更多的質子酸中心，使得SAP0-34分子篩在催化反應中的活性更高，為工業(yè)發(fā)展帶來更好的前景。下面結合附圖
與實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I本發(fā)明實施例I所述的產品的粉末X射線衍射圖(XRD)。
圖2是本發(fā)明實施例I所述的產品的電鏡照片(SEM)。
具體實施方案實施例I在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例2 在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于190°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例3在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于200°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例4在20°C，用18mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例5在20°C，用12mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例6在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，2. 19mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于170°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例7在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，I. 32mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。實施例8在20°C，用15mL去離子水溶解I. 29g哌嗪，溶解后加入I. 303g擬薄水鋁石粉末繼續(xù)攪拌，再依次滴加I. 13mL磷酸，O. 22mL硅溶膠，攪拌均勻后移入不銹鋼反應釜中于180°C晶化5 6天，然后按常規(guī)的分子篩后處理方法，冷卻，洗滌，干燥，收集產品。
權利要求
1.一種以哌嗪為模板劑合成SAP0-34分子篩的方法，其特征在于經過下述步驟將鋁源、磷源、硅源、有機模板劑和水混合均勻制成合成凝膠，成膠時的溫度為15 35°C，然后將該合成凝膠在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產品，其中所述的磷源、鋁源、硅源、有機模板劑的加入順序是按照鋁源、磷源、硅源、有機模板劑的順序或者磷源、鋁源、硅源、有機模板劑的順序，物料的摩爾比為Al2O3 H3PO4 SiO2 R H2O =1.0 2.0 0. I I. 0 I. 8 50 150。
2.按照權利要求I所述的硅磷酸鋁分子篩的合成方法，其特征在于鋁源為擬薄水鋁石，磷源為磷酸，硅源為硅溶膠，有機模板劑為哌嗪。
3.按照權利要求I所述的硅磷酸鋁分子篩的合成方法，其特征在于合成凝膠在180°C和自生壓力下水熱晶化5 6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以哌嗪為模板劑合成SAPO-34分子篩的方法。以磷酸為磷源，擬薄水鋁石為鋁源，硅溶膠為硅源，哌嗪為模板劑，將磷酸，鋁源，硅源，有機模板劑，水按照Al2O3∶H3PO4∶SiO2∶R∶H2O＝1.0∶2.0∶0.1～1.0∶1.8∶50～150的摩爾比例制成合成凝膠，將該膠體在180℃和自生壓力下水熱晶化5-6天，然后冷卻、水洗、分離、室溫晾干，既得產品。采用本發(fā)明方法得到結晶度較高，晶體顆粒較大的SAPO-34分子篩產品。
文檔編號C01B39/54GK102795640SQ20121033743
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權日2012年9月13日
發(fā)明者李牛, 趙慧茹, 丁月, 項壽鶴 申請人:南開大學