CN100376481C - 一种含铌的磷铝分子筛组合物及其制备与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有AlPO4-5晶体结构的含铌的磷铝分子筛组合物、及其制备方法和应用。所述的分子筛组合物具AlPO4-5晶体结构，构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌或含铌的混合物，所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(MwNbxAlyPz)O2，其中m表示R与(MwNbxAlyPz)O2的物质的量比为m∶1，w、x、y、z分别为取代元素M、铌、铝、磷在四面体氧化物中的摩尔分数，并且w+x+y+z＝1。本发明所得含铌的磷铝分子筛组合物结晶度高，催化性能好。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种含铌的磷铝分子筛组合物，尤其是一种具有AlPO4-5晶体结构的含铌的磷铝分子筛组合物及其制备与应用。
(二)背景技术
USP4310440首先公开了磷酸铝分子筛(AlPO4-5)的结构和制备方法。这种新型分子筛在分子筛骨架结构中首次未出现硅铝四面体，而是由AlO2和PO2四面体组成，分子筛骨架呈电中性，没有可交换阳离子。磷酸铝分子筛采用水热结晶法合成，是先将等摩尔的活性水合氧化铝和磷酸在水中混合生成磷酸铝凝胶，然后再加入有机模板剂，搅拌均匀后在125～200℃自生压力下晶化得到。其中AlPO4-5磷铝分子筛的X-射线粉末衍射谱图至少含有的d-间距如下表A所示：
表A
| 2θ， | d，_ | 100×I/I<sub>0</sub> |
| 7.4-7.614.8-15.319.7-20.120.8-21.222.3-22.725.9-26.3 | 11.9-11.65.97-5.834.51-4.424.27-4.193.99-3.933.44-3.39 | 10013-4339-9237-8762-11822-35 |
表A中I0为晶面间距d值为11.9_-11.6_时的衍射峰强度，I为其它衍射峰的强度，I/I0表示相对强度。AlPO4-5磷铝分子筛骨架结构是平行于C轴相间排列的4-元环柱和6-元环柱围绕形成的圆筒状结构，孔口为12元环。
USP4440871公开了一种硅磷铝分子筛(SAPO)，是用硅替代部分铝和磷，形成由AlO2、PO2、SiO2四面体氧化物构成的分子筛骨架，其中无水组成经验式为mR：(SixAlyPz)O2，式中R表示在分子筛晶体孔结构中的模板剂，m表示R相对于每摩尔(SixAlyPz)O2的摩尔数，数值为0～0.3；x、y、z分别表示硅、铝和磷氧化物的摩尔分数，x、y、z的数值依次分别为0.01～0.98、0.01～0.60和0.01～0.52。
CN85101026A公开了分子筛组合物是含有铁和/或钛，以及锰、锌中的至少一种取代元素的磷铝分子筛。CN58103199A公开了含有砷、铍、硼、铬、镓、锗、锂和钒中能形成四面体氧化物骨架的至少一种取代元素的磷铝分子筛。CN85103228A公开了镁铝磷硅氧化物分子筛。CN85103238A公开了钴铝磷硅氧化物分子筛。CN85103240A公开了钛铝磷硅氧化物分子筛。CN85103247A公开了铁铝磷硅氧化物分子筛。CN85103257A公开了锌铝磷硅氧化物分子筛。CN85103259A公开了一种含两个取代元素的磷铝分子筛组合物，一个取代元素选自砷、铍、硼、镓、锗、锂和钒之一的元素，另一个取代元素选自钴、铁、镁、锰、钛和锌之一的元素。CN85103260A公开了锰铝磷硅氧化物分子筛。CN58104262A公开了硼铝磷硅氧化物分子筛。关于含取代元素的磷铝分子筛，取代部分磷、铝并与磷和铝形成氧化物四面体骨架结构的元素有Li、Be、B、Mg、Si、Ti、Mn、Fe、V、Co、Zn、Ga、Ge、As等。
迄今未见具有AlPO4-5磷铝分子筛晶体结构、铌取代部分磷铝作为四面体氧化物骨架元素的分子筛的报道。
(三)发明内容
本发明的目的既是为了提供一种具有AlPO4-5晶体结构的含铌的磷铝分子筛组合物、及其制备方法和应用。
为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
一种含铌的磷铝分子筛组合物，所述的分子筛组合物具AlPO4-5晶体结构，构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌或含铌的混合物，所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(MwNbxAlyPz)O2；
式中R为在内部结晶体系中的有机模板剂，m表示R与(MwNbxAlyPz)O2的物质的量比为m∶1；m值为0.005～20；所述的含铌的混合物为铌与M的混合物，M为下列之一或其中两种的混合物：(1)镁、(2)铍、(3)硅、(4)硼、(5)锗、(6)镓、(7)锰、(8)钛、(9)铁、(10)锌、(11)钒、(12)钴、(13)镍、(14)锶、(15)锆、(16)铑、(17)钌、(18)铂、(19)钯；
w、x、y、z分别为取代元素、铌、铝、磷在四面体氧化物中的摩尔分数，取值各自为0.001～0.98，并且w+x+y+z＝1。
进一步，构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌时，所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(NbxAlyPz)O2；x取值为0.01～0.04，y、z取值分别为0.10～0.70。
进一步，构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为含铌的混合物时，所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(MwNbxAlyPz)O2；w、x取值分别为0.01～0.04，y、z取值分别为0.10～0.70。式中M优选为下列之一：①镁；②硅；③硼。
所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，所述的方法是按所述分子筛组合物无水化学表达式中各元素的比例，将含铝物铝源、含磷物磷源、含铌物铌源、含M物M源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2小时～15天，然后产物经过分离纯化后，再于120～550℃下焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物；所述铌源为铌的氧化物、酸或氢氧化物、有机或无机盐，所述M源为M的氧化物、酸或氢氧化物、有机或无机盐。
具体的，所述的构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌时，所述的方法是按Al2O3∶P2O5∶Nb2O5∶有机模板剂∶溶剂∶助溶剂∶H2O物质的量比为1∶0.1～10∶0.001～5∶0.05～20∶0～100∶0～50∶10～500的比例，将铝源、磷源、铌源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2小时～15天，然后产物经过分离纯化后，再于120～550℃下焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物；所述的铌源为氧化铌或铌酸。
所述的构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌与M的混合物，取代元素M为下列之一或其中两种的混合物：(1)镁、(2)铍、(3)硅、(4)硼、(5)锗、(6)镓、(7)锰、(8)钛、(9)铁、(10)锌、(11)钒、(12)钴、(13)镍、(14)锶、(15)锆、(16)铑、(17)钌、(18)铂、(19)钯；所述的方法是按Al2O3∶P2O5∶Nb2O5∶MOn/2∶有机模板剂∶溶剂∶助溶剂∶H2O物质的量比为1∶0.1～10∶0.001～5∶0.001～5∶0.05～20∶0～100∶0～50∶10～500的比例，将铝源、磷源、铌源、M源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2小时～15天，然后产物经过分离纯化后，再于120～550℃下焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物；所述的铌源为氧化铌或铌酸，所述M源为M的氧化物、酸或氢氧化物、有机或无机盐。
所述的铝源优选为下列之一：①铝溶胶；②铝凝胶；③勃姆石；④拟勃姆石；⑤一水合氧化铝；⑥醇基铝。
所述的磷源优选为下列之一：①正磷酸、②氧化磷、③磷酸酯。
所述的有机模板剂优选为下列之一：
①三乙胺、②三丙胺、③三乙醇胺、④四丙基氢氧化铵。
所述的溶剂优选为下列之一：
①甲醇、②乙醇、③异丙醇、④丙酮、⑤乙腈、⑥二甲亚砜。
所述的取代元素M为硅时，所述硅源优选为下列之一：①硅溶胶；②硅酸酯；③碱金属硅酸盐。
所述的助溶剂优选为草酸。
所述的取代元素M为硼时，所述硼源为下列之一：①硼酸；②三氧化二硼。
具体的，所述的方法是按Al2O3∶P2O5∶Nb2O5∶MOn/2∶有机模板剂∶溶剂∶助溶剂∶H2O物质的量比为1∶0.2～2∶0.005～1∶0.1～1∶0.2～3∶0.5～10∶0.02～2∶10～70的比例，将铝源、磷源、铌源、M源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2～5天，然后产物经过滤、洗涤、80～120℃下干燥、120～550℃下程序升温焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物，所述的铝源为一水合氧化铝、所述磷源为正磷酸、所述铌源为铌酸、所述M源为M的硝酸盐或醋酸盐、所述的有机模板剂为三丙胺或三乙醇胺或三乙胺、所述的溶剂为乙醇、所述的助溶剂为草酸。
所述的含铌的磷铝分子筛组合物应用于制备芳烃烷基化反应的催化剂。
本发明所述的含铌的磷铝分子筛组合物的有益效果主要体现在：(1)所得含铌的磷铝分子筛组合物结晶度高，性能好；(2)所述的含铌的磷铝分子筛组合物的四面体骨架中的PO2 +或AlO2 -被铌和其它取代元素的氧化物同晶取代而产生剩余电荷，使其具有催化性能。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
采用本发明提供的合成方法，合成铌磷铝分子筛，记为C-1。
按照Al2O3∶0.660P2O5∶0.152Nb2O5∶0.802TPPA∶4.705ETHA∶0.121OXAA∶46.507H2O的原料摩尔配比，称取20克一水合氧化铝，以及相应量的磷酸(H3PO4，85Wt％)、铌酸、草酸(OXAA)、去离子水、乙醇(ETHA)、三正丙胺(TPPA)，制取混合溶液，搅拌均匀后置于晶化反应釜中，150℃晶化3天；然后过滤、洗涤、干燥、550℃焙烧5小时，制得无水化学组成为(Nb0.084Al0.552P0.364)O2的铌磷铝分子筛，其X-射线粉末衍射试验得到表1所列数据，并且其谱图特征与表A基本相符。
表1
| 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> | 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> |
| 7.4212.8814.8619.7421.16 | 11.90456.86775.95674.49384.1953 | 10025143637 | 22.4425.9629.1230.0434.54 | 3.95883.42943.06412.97232.5946 | 7232222418 |
实施例2：
采用本发明提供的合成方法，合成含镁取代元素的镁铌磷铝分子筛，记为C-2。
按照Al2O3∶0.541P2O5∶0.038Nb2O5∶0.227MgO∶0.758TPPA∶2.353ETHA∶0.061OXAA∶27.482H2O的原料摩尔配比，称取40克一水合氧化铝，以及相应量的磷酸(H3PO4，85Wt％)、铌酸、乙酸镁、草酸(OXAA)、去离子水、乙醇(ETHA)、三正丙胺(TPPA)，制取混合溶液，搅拌均匀后置于晶化反应釜中，150℃晶化3天；然后过滤、洗涤、干燥、550℃焙烧5小时，制得无水化学组成为(Mg0.067Nb0.022Al0.591P0.320)O2的镁同晶取代的镁铌磷铝分子筛，其X-射线粉末衍射试验得到表2所列数据，并且其谱图特征与表A基本相符。
表2
| 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> | 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> |
| 7.3812.8214.8419.6820.76 | 11.96896.89975.96474.50734.2752 | 10022183918 | 22.3625.9029.0230.0034.52 | 3.97283.43723.07442.97622.5961 | 7531223816 |
实施例3：
采用本发明提供的合成方法，合成含硼取代元素的硼铌磷铝分子筛，记为C-3。
按照Al2O3∶0.432P2O5∶0.038Nb2O5∶0.191B2O3∶0.756TPPA∶2.352ETHA∶0.304OXAA∶25.368H2O的原料摩尔配比，称取40克一水合氧化铝，以及相应量的磷酸(H3PO4，85Wt％)、铌酸、硼酸、草酸(OXAA)、离子水、乙醇(ETHA)和三正丙胺(TPPA)，制取混合溶液，搅拌均匀后置于晶化反应釜中，150℃晶化3天；然后过滤、洗涤、干燥、550℃焙烧5小时，得到无水化学组成为(B0.115Nb0.023Al0.602P0.260)O2的硼同晶取代的硼铌磷铝分子筛，其X-射线粉末衍射试验得到表3所列数据，并且其谱图特征与表A基本相符。
表3
| 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> | 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> |
| 7.4412.9014.9019.7620.82 | 11.87256.85715.94084.48934.2630 | 10027153613 | 22.4625.9829.1030.0834.60 | 3.95533.42683.06612.96842.5903 | 7437232520 |
实施例4：
采用本发明提供的合成方法，合成含硅和铌取代元素的硅铌磷铝分子筛，记为C-4。
按照Al2O3∶0.433P2O5∶0.114Nb2O5∶0.191SiO2∶0.659TPPA∶3.137ETHA∶21.14H2O的原料摩尔配比，称取40克一水合氧化铝，以及相应量的磷酸(H3PO4，85Wt％)、铌酸、硅溶胶、去离子水、乙醇(ETHA)和三正丙胺(TPPA)，制取混合溶液，搅拌均匀后置于晶化反应釜中，150℃晶化3天；然后过滤、洗涤、干燥、550℃焙烧5小时，制得无水化学组成为(Si0.240Nb0.286Al0.331P0.143)O2的硅和铌同晶取代的硅铌磷铝分子筛，其X-射线粉末衍射试验得到表4所列数据，并且其谱图特征与表A基本相符。
表4
| 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> | 2θ | d(_) | 100×I/I<sub>0</sub> |
| 7.3612.8414.8619.7220.96 | 12.00146.88905.95674.49834.2349 | 10029194223 | 22.3825.9629.0430.0834.62 | 3.96933.42943.07232.96842.5888 | 4735162519 |
实施例5～13
采用与实施例4相似的合成方法，以三乙胺(TYEA)或三正丙胺(TPPA)或三乙醇胺(TEAN)作为模板剂，以乙醇(ETHA)作为溶剂，分别用硝酸钴、硝酸锌、硝酸镓、硝酸锰、硝酸氧锆、四氯化钛、硝酸钯、氯铂酸、硝酸锶作为取代元素M的前身物，合成含取代元素的铌磷铝分子筛，它们的X-射线粉末衍射谱图特征与表A相符。它们的合成原料摩尔配比及分子筛组成列于表5。
表5
| 实施例 | 原料摩尔配比 | 组成 |
| 5 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.581P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.305Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.495CoO∶0.957TYEA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Co<sub>0.116</sub>Nb<sub>0.143</sub>Al<sub>0.469</sub>P<sub>0.272</sub>)O<sub>2</sub> |
| 6 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.694P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.419Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.476ZnO∶1.233TYEA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Zn<sub>0.184</sub>Nb<sub>0.162</sub>Al<sub>0.386</sub>P<sub>0.268</sub>)O<sub>2</sub> |
| 7 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.802P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.343Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.388Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶1.466TYEA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Ga<sub>0.153</sub>Nb<sub>0.135</sub>Al<sub>0.395</sub>P<sub>0.317</sub>)O<sub>2</sub> |
| 8 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.759P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.461Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.316MnO∶1.265TYEA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Mn<sub>0.066</sub>Nb<sub>0.194</sub>Al<sub>0.421</sub>P<sub>0.319</sub>)O<sub>2</sub> |
| 9 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.795P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.384Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.388ZrO<sub>2</sub>∶1.298TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Zr<sub>0.109</sub>Nb<sub>0.157</sub>Al<sub>0.409</sub>P<sub>0.325</sub>)O<sub>2</sub> |
| 10 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.795P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.534Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.388TiO<sub>2</sub>∶1.296TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Ti<sub>0.077</sub>Nb<sub>0.212</sub>Al<sub>0.396</sub>P<sub>0.315</sub>)O<sub>2</sub> |
| 11 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.745P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.522Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.514PdO∶1.251TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Pd<sub>0.102</sub>Nb<sub>0.207</sub>Al<sub>0.396</sub>P<sub>0.295</sub>)O<sub>2</sub> |
| 12 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.789P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.423Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.560PtO<sub>2</sub>∶1.257TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Ti<sub>0.112</sub>Nb<sub>0.170</sub>Al<sub>0.401</sub>P<sub>0.317</sub>)O<sub>2</sub> |
| 13 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.803P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.476Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.624SrO∶1.262TEAN∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Sr<sub>0.120</sub>Nb<sub>0.184</sub>Al<sub>0.386</sub>P<sub>0.310</sub>)O<sub>2</sub> |
实施例14～17
这些实施例是多种取代元素的实施例。采用与实施例4相似的合成方法，分别用硝酸铑-硝酸钌、硝酸钒-硝酸镍、硝酸钒-硝酸铁、硝酸铍-硝酸锗等四种混合物作为取代元素M的前身物，合成含取代元素的铌磷铝分子筛，它们的X-射线粉末衍射谱图特征与表A相符。它们的合成原料摩尔配比及分子筛组成列于表6。
表6
| 实施例 | 原料摩尔配比 | 组成 |
| 14 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.952P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.430Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.415Rh<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.339Ru<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶1.439TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Rh<sub>0.132</sub>Ru<sub>0.108</sub>Nb<sub>0.137</sub>Al<sub>0.319</sub>P<sub>0.304</sub>)O<sub>2</sub> |
| 15 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.834P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.411Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.419V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.514NiO∶1.262TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (V<sub>0.132</sub>Ni<sub>0.162</sub>Nb<sub>0.129</sub>Al<sub>0.315</sub>P<sub>0.262</sub>)O<sub>2</sub> |
| 16 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.796P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.411Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.419V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.335Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶1.255TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (V<sub>0.141</sub>Fe<sub>0.113</sub>Nb<sub>0.139</sub>Al<sub>0.338</sub>P<sub>0.269</sub>)O<sub>2</sub> |
| 17 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶0.796P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.411Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>∶0.305BeO∶0.457GeO<sub>2</sub>∶1.230TPPA∶6.27ETHA∶50.48H<sub>2</sub>O | (Ge<sub>0.154</sub>Be<sub>0.103</sub>Nb<sub>0.138</sub>Al<sub>0.337</sub>P<sub>0.268</sub>)O<sub>2</sub> |
实施例18：
采用本发明提供的铌磷铝分子筛组合物作为催化剂进行苯与长链烯烃烷基化反应。
所用烷基化原料为分析纯的苯和工业烷烯混合烃(C10～C13)，其中工业烷烯混合烃的直链烯烃含量为10.3％，正构烷烃为82.8％，非正构烷烃6.9％，进料苯烯摩尔比为10∶1。
采用固定床反应装置，对实施例1至实施例4所制备的C-1、C-2、C-3和C-4粉末压片成型，磨碎后取粒度为20～40目的筛分作为催化剂，催化剂装量均为3.5克。催化剂装入反应器后，先在350℃用氮气(60毫升/分钟)吹扫2小时进行活化，然后在温度230℃、压力3.0MPa、质量空速1.0h-1条件下进行苯烷基化反应。采用安捷伦科技上海分析仪器有限公司生产的1790型气相色谱仪分析烷基化反应产物组成，色谱检测器为氢火燃检测器，色谱柱为OV-101毛细管色谱柱。表7列出了烷基化反应产物的色谱分析结果。
表7
| 催化剂 | 烯烃转化率，％ | 反应选择性，％ | 直链烷基苯中2-苯基烷烃含量，％ |
| C-1C-2C-3C-4 | 99.599.399.699.2 | 98.298.198.098.3 | 61.361.060.761.5 |
由表7可见，本发明所提供的催化剂具有很高的烷基化活性和选择性，并且直链烷基苯中2-苯基烷烃含量在60％以上，明显高于目前工业上普遍采用的HF酸工艺(大约17％)。如果直链烷基苯中2-苯基烷烃含量高，合成洗涤剂的生物降解性能好，2-苯基烷烃含量高的烷基苯是环境友好的烷基化产品，因此本发明提供的铌磷铝分子筛组合物具有良好的应用前景。
Claims (16)
1.一种含铌的磷铝分子筛组合物，其特征在于：
所述的分子筛组合物具AlPO4-5晶体结构，构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌或含铌的混合物，所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(MwNbxAlyPz)O2；
式中R为在内部结晶体系中的有机模板剂，m表示R与(MwNbxAlyPz)O2的物质的量比为m∶1；m值为0.005～20；所述的含铌的混合物为铌与M的混合物，M为下列之一或其中两种的混合物：
(1)镁、(2)铍、(3)硅、(4)硼、(5)锗、(6)镓、(7)锰、(8)钛、(9)铁、(10)锌、(11)钒、(12)钴、(13)镍、(14)锶、(15)锆、(16)铑、(17)钌、(18)铂、(19)钯；w、x、y、z分别为取代元素、铌、铝、磷在四面体氧化物中的摩尔分数，取值各自为0.001～0.98，并且w+x+y+z＝1。
2.如权利要求1所述的含铌的磷铝分子筛组合物，其特征在于所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(NbxAlyPz)O2；
x取值为0.01～0.04，y、z取值分别为0.10～0.70。
3.如权利要求1所述的含铌的磷铝分子筛组合物，其特征在于所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(MwNbxAlyPz)O2；
w、x取值分别为0.01～0.04，y、z取值分别为0.10～0.70。
4.如权利要求3所述的含铌的磷铝分子筛组合物，其特征在于所述分子筛组合物无水化学表达式为：mR：(MwNbxAlyPz)O2；式中M为下列之一：①镁；②硅；③硼。
5.制备如权利要求1所述的含铌的磷铝分子筛组合物的方法，其特征在于：所述的方法是按所述分子筛组合物无水化学表达式中各元素的比例，将含铝物铝源、含磷物磷源、含铌物铌源、含M物M源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2小时～15天，然后产物经过分离纯化后，再于120～550℃下焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物；所述铌源为铌的氧化物、酸或氢氧化物、有机或无机盐，所述M源为M的氧化物、酸或氢氧化物、有机或无机盐，所述助溶剂为有机或无机酸。
6.如权利要求5所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于：所述的构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌，所述的方法是按Al2O3∶P2O5∶Nb2O5∶有机模板剂∶溶剂∶助溶剂∶H2O物质的量比为1∶0.1～10∶0.001～5∶0.05～20∶0～100∶0～50∶10～500的比例，将铝源、磷源、铌源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2小时～15天，然后产物经过分离纯化后，再于120～550℃下焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物；所述的铌源为氧化铌或铌酸。
7.如权利要求5所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于：所述的构成四面体氧化物骨架结构的取代元素为铌与M的混合物，取代元素M为下列之一或其中两种的混合物：(1)镁、(2)铍、(3)硅、(4)硼、(5)锗、(6)镓、(7)锰、(8)钛、(9)铁、(10)锌、(11)钒、(12)钴、(13)镍、(14)锶、(15)锆、(16)铑、(17)钌、(18)铂、(19)钯；所述的方法是按Al2O3∶P2O5∶Nb2O5∶MOn/2∶有机模板剂∶溶剂∶助溶剂∶H2O物质的量比为1∶0.1～10∶0.001～5∶0.001～5∶0.05～20∶0～100∶0～50∶10～500的比例，将铝源、磷源、铌源、 M源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2小时～15天，然后产物经过分离纯化后，再于120～550℃下焙烧得到所达的含铌的磷铝分子筛组合物；所述的铌源为氧化铌或铌酸，所述M源为M的氧化物、酸或氢氧化物、有机或无机盐。
8.如权利要求5～7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的铝源为下列之一：
①铝溶胶；②铝凝胶；③勃姆石；④拟勃姆石；⑤一水合氧化铝；⑥醇基铝。
9.如权利要求5～7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的磷源为下列之一：
①正磷酸、②氧化磷、③磷酸酯。
10.如权利要求5～7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的有机模板剂为下列之一：
①三乙胺、②三丙胺、③三乙醇胺、④四丙基氢氧化铵。
11.如权利要求5～7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的溶剂为下列之一：
①甲醇、②乙醇、③异丙醇、④丙酮、⑤乙腈、⑥二甲亚砜。
12.如权利要求5～7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的助溶剂为草酸。
13.如权利要求7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的取代元素M为硅，所述硅源为下列之一：①硅溶胶；②硅酸酯；③碱金属硅酸盐。
14.如权利要求7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的取代元素M为硼，所述硼源为下列之一：①硼酸；②三氧化二硼。
15.如权利要求7所述的含铌的磷铝分子筛组合物的制备方法，其特征在于所述的方法是按Al2O3∶P2O5∶Nb2O5∶MOn/2∶有机模板剂∶溶剂∶助溶剂∶H2O物质的量比为1∶0.2～2∶0.005～1∶0.1～1∶0.2～3∶0.5～10∶0.02～2∶10～70的比例，将铝源、磷源、铌源、M源、有机模板剂、溶剂、助溶剂和去离子水混合成凝胶，在100～200℃下晶化2～5天，然后产物经过滤、洗涤、80～120℃下干燥、120～550℃下程序升温焙烧得到所述的含铌的磷铝分子筛组合物，所述的铝源为一水合氧化铝、所述磷源为正磷酸、所述铌源为铌酸、所述M源为M的硝酸盐或醋酸盐、所述的有机模板剂为三丙胺或三乙醇胺或三乙胺、所述的溶剂为乙醇、所述的助溶剂为草酸。
16.如权利要求1～4之一所述的含铌的磷铝分子筛组合物应用于制备芳烃烷基化反应的催化剂。
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