CN102139885B - 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法 - Google Patents

一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102139885B
CN102139885B CN201010102897A CN201010102897A CN102139885B CN 102139885 B CN102139885 B CN 102139885B CN 201010102897 A CN201010102897 A CN 201010102897A CN 201010102897 A CN201010102897 A CN 201010102897A CN 102139885 B CN102139885 B CN 102139885B
Authority
CN
China
Prior art keywords
molecular sieve
raw material
dnl
ion
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201010102897A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102139885A (zh
Inventor
田志坚
魏莹
裴仁彦
马怀军
李科达
徐云鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201010102897A priority Critical patent/CN102139885B/zh
Priority to PCT/CN2010/078561 priority patent/WO2011091678A1/zh
Publication of CN102139885A publication Critical patent/CN102139885A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102139885B publication Critical patent/CN102139885B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B37/00Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
    • C01B37/04Aluminophosphates [APO compounds]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/82Phosphates
    • B01J29/83Aluminophosphates [APO compounds]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/54Phosphates, e.g. APO or SAPO compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种-CLO结构磷酸铝分子筛DNL-1及其制备方法。它采用离子热方法,以离子液体为反应介质,合成得到一种具有国际沸石协会(International Zeolite Association)确认的-CLO结构磷酸铝分子筛DNL-1。本发明的分子筛具有良好的稳定性,和极低的骨架密度,将在催化、气体吸附与分离等方面具有广泛的应用前景,本发明所采用的制备方法经济性强,操作安全方便,环境友好。

Description

一种-CLO结构磷酸铝分子筛及其制备方法
技术领域
本发明涉及分子筛,具体地说是一种具有-CLO结构的磷酸铝分子筛及其制备方法。
背景技术
分子筛,顾名思义是指在分子尺寸上具有筛分能力的物质。由于其具有规整的孔道结构和独特的表面性质,已经被广泛的应用于催化,离子交换,吸附与分离等领域。人类最早认识的分子筛材料是天然沸石,二十世纪四十年代,Barrer R M等人首次实现了分子筛的人工合成,之后大量的分子筛材料相继被人工合成出来,然而随着工业的发展,许多领域对分子筛的性能、结构都提出了更高的要求,因此开发新型的分子筛材料尤其具有重要意义。
孔径尺寸是分子筛材料的重要特征,多数的分子筛材料孔道尺寸都小于
Figure GSA00000020803800011
这极大地限制了它们对于有机大分子的催化、吸附、分离等方面的能力。1988年,Davis M E等人首次在Nature(Nature,1988,331,698-699)杂志上报道了具有18元环(含18个四面体T原子)的超大微孔(大于12元环)磷酸铝分子筛VPI-5,其孔径尺寸可以达到
Figure GSA00000020803800012
以上。VPI-5分子筛的成功合成,也掀起了人工合成具有超大微孔分子筛的热潮。目前已经有多种超大微孔分子筛被相继报道,其中包括磷酸铝分子筛AlPO4-8(14元环),磷酸镓分子筛Cloverite(20元环)和几种硅基分子筛,如:UTD-1(14元环),CIT-5(14元环),ITQ-33(18元环)和ITQ-37(30元环)。
-CLO结构是一种具有20元环的超大微孔结构。如图1,按照国际沸石协会(Atlas of Zeolite Framework Types,6th ed.,Elsevier,Amsterdam,2007;http://www.iza-structure.org/databases/)指定-CLO结构具有两个非交叉的三维孔道体系,一个体系经由α笼和rpa笼,具有八元环孔口,而另一个经由立方体的面,具有由20个T原子和24个氧原子围成的四叶苜蓿形的孔口,这些孔道的交叉部分是一个大的带有口袋的立方超笼。根据国际沸石协会(Atlas of Zeolite Framework Types,6th ed.,Elsevier,Amsterdam,2007;http://www.iza-structure.org/databases/)确认目前已知的具有-CLO结构的分子筛只有磷酸镓组成(Nature,1991,352,320-323)和含杂原子(Mn、Zn等)的磷酸镓组成(Solid State Ionics,2002,151,269-274)。
离子热合成方法是一种新型的合成方法,它是指采用离子液体为反应介质或同时作为模板剂的一种合成方法(Nature,2004,430,1012-1016)。离子液体是一种熔点在室温附件的低温熔融盐,一般由特定的体积相对较大的有机阳离子(如:咪唑离子、吡啶离子、一般的季铵离子)和体积相对较小的无机阴离子(如:卤素阴离子、四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子)构成。与传统的分子型溶剂相比,离子液体具有如下特性:离子液体蒸汽压几乎为零,是不挥发性液体;离子液体具有良好的导电性能;离子液体溶解性可以调节,对极性化合物和非极性化合物都有很强的溶解能力;离子液体结构种类复杂,理论上讲,有超过万亿种可能的离子液体。基于离子液体的上述特性,离子热合成分子筛具有许多优点,如:分子筛合成反应可在敞口的常压容器中进行;分子筛的晶化不需要另加其它有机模板剂;在合成新型结构和组成的分子筛方面具有极大的潜力。
目前已经有许多关于离子热法合成分子筛的文献和专利报道。Morris RE等人利用离子热法已经合成出多种磷酸铝和杂原子Co取代的磷酸铝分子筛(Nature,2004,430,1012-1016;J.Am.Chem.Soc.,2006,128,2204-2205),例如:SIZ-3(AEL结构)、SIZ-4(CHA结构),SIZ-7(SIV结构)SIZ-8(AEI结构)、SIZ-9(SOD结构)。田志坚等人在中国专利文献CN100363260C中公开了一种SAPO-11分子筛合成方法,该方法采用离子热的合成方法,因此晶化过程可以在常压或较低蒸汽压力下进行,反应装置无须使用高压容器,过程经济性强,而且操作安全方便,同时离子液体可以回收,合成成本低,合成过程无酸碱排放,环境友好。田志坚等人在中国专利文献CN1850606A中公开了一种合成磷酸铝或磷酸硅铝分子筛的合成方法,这种方法用离子液体作为反应介质,添加有机胺作为辅助模板剂控制分子筛的晶化过程,从而提高目的产物的选择性。徐云鹏等人在中国专利文献CN100410172C中公开了微波加热合成磷酸铝分子筛的方法,这种方法采用离子热的合成方法,同时以微波辐射作为加热方式,克服了常规磷酸铝分子筛水热合成过程中水热高压过程、分子筛晶化时间长等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种性能优越,应用前景广泛的具有-CLO结构的磷酸铝分子筛DNL-1(Dalian National Laboratory Number 1)及其离子热制备方法。
为实现上述目的,本发明提出的分子筛DNL-1的X-射线衍射谱图具有至少以下所列衍射峰(2θ值表示衍射峰位置):
2θ/°:3.43±0.2,4.85±0.2,5.95±0.2,6.87±0.2,7.70±0.2,8.42±0.2,9.73±0.2,10.32±0.2,11.41±0.2,11.92±0.2,12.42±0.2,12.89±0.2,13.78±0.2,14.20±0.2,14.62±0.2,20.72±0.2;
通过与XRD粉末衍射数据库卡片比较确定其结构具有国际沸石协会确认的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱元素含量分析结果确定该分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。DNL-1分子筛骨架中PO4和AlO4四面体严格交替,其中部分PO4和AlO4带有端羟基,从而构成一个三维间断式结构,其具有两个非交叉的三维孔道体系,一个体系经由α笼和rpa笼,具有八元环孔口,而另一个经由立方体的面,具有由20个T原子(Al和P)和24个氧原子围成的四叶苜蓿形的孔口,这些孔道的交叉部分是一个大的带有口袋的立方超笼。DNL-1分子筛具有极低的骨架密度,骨架T原子数为11.3T/
Figure GSA00000020803800031
同时具有良好的热稳定性。DNL-1有望在催化、气体吸附与分离等方面得到广泛的应用。
本发明所提供的合成方法特征是采用离子热合成方法,其过程包括:
A)将离子液体升温至10-150℃,依次向其中加入含磷原料、含铝原料和含氟原料,搅拌至均匀后加入有机胺,继续搅拌至均匀形成前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶离子液体∶有机胺(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶0.1~10∶0.01~10∶0.01~1000∶0.01~10。
B)将制得的前体混合物加热至100℃~300℃,常压或自生压力下晶化,晶化时间不少于1分钟。
C)晶化结束后,将反应物冷却至室温,加水,过滤,用水或有机溶剂对粉末状样品进行洗涤,室温~110℃干燥,得到的固体为DNL-1分子筛。
采用X射线粉末衍射和X射线荧光光谱分析对DNL-1分子筛结构和组成进行分析,通过与XRD粉末衍射数据库卡片比较确定其结构具有国际沸石协会确认的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱元素含量分析结果确定DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
上述合成方法前体混合物中Al2O3∶P2O5∶的较佳摩尔比例为1∶0.2-5,更佳为1∶0.4-4。
上述合成方法前体混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶离子液体∶有机胺(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的优选比例为(摩尔比)1∶0.5~2∶0.1~3∶5~100∶0.1~2。
上述合成方法中离子液体采用含有以下阳离子:烷基季铵离子[NR4]+,烷基季膦离子[PR4]+,烷基取代的咪唑离子[Rim]+,烷基取代的吡啶离子[Rpy]+中的一种或几种混合物的离子液体,R为C1-C16的烷基,其中离子液体阴离子可为:Br-、Cl-、I-、BF4 -、PF6 -、PO4 3-、NO3 -、SO4 2-、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF3SO2)3 -中的一种或几种;含磷原料采用磷酸或磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵等磷酸盐;含铝原料采用异丙醇铝、拟薄水铝石、水合氧化铝、硫酸铝或者硝酸铝;含氟原料采用氢氟酸、氟化铵或氟化钠;有机胺采用脂肪胺、芳香胺、醇胺或季铵盐类化合物。
上述合成方法步骤A优选的原料混合温度为70~110℃,步骤B中优选的晶化温度为120~280℃,优选的晶化时间为不少于5分钟,晶化过程加热方式可以采用传统的热源加热方式,如:烘箱加热,油浴加热,也可以采用微波辐射的加热方式。
上述合成方法中前体混合物中可以含有一定比例水,水可由磷酸溶液或氢氟酸溶液等原料带入,也可在当采用磷酸二氢铵等为原料时额外的少量加入,其含水量可为前体混合物总重量的0-10wt%。
本合成方法的特点是采用离子液体为反应介质,离子液体的蒸气压低,因此晶化过程可以在常压或较低蒸汽压力下进行,反应装置无须使用高压容器,过程经济性强,而且操作安全方便,离子液体可以回收,合成成本低,合成过程无酸碱排放,环境友好。
附图说明
图1为-CLO及其中的α-笼、rpa-笼、20-元环和8-元环的结构示意图。
图2为本发明实施例1中样品的XRD谱图。
图3为本发明实施例2中样品的XRD谱图。
图4为本发明实施例3中样品的XRD谱图。
图5为本发明实施例4中样品的XRD谱图。
图6为本发明实施例5中样品的XRD谱图。
图7为本发明实施例6中样品的XRD谱图。
图8为本发明实施例7中样品的XRD谱图。
图9为本发明实施例8中样品的XRD谱图。
具体实施方式
以下的实施例对本发明做进一步的说明,但本发明并不局限于以下的实施例中,比如:本发明中的含铝原料包括异丙醇铝、拟薄水铝石、水合氧化铝、硫酸铝或者硝酸铝,为简明起见,只举异丙醇铝为例,但在实际操作中,只要符合本发明的条件,使用其它几种含铝原料都可以达到本发明的目的。
实施例1
将52.8g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIMBr)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.8g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.41g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.64g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIMBr∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶1∶2.4∶80∶1.6。将混合物转移至100ml带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入230℃烘箱中,保持1小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图2)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例2
将52.8g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIMBr)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.8g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.34g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.40g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIMBr∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶1∶2∶80∶1。将混合物转移至100ml带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入190℃烘箱中,保持6小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图3)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例3
将52.8g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIMBr)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.8g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.16g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.12g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIMBr∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶1∶0.8∶80∶0.3。将混合物转移至100ml带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入150℃烘箱中,保持12小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图4)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例4
将52.8g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIMBr)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入1.6g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.16g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.12g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIMBr∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶2∶0.8∶80∶0.3。将混合物转移至100ml带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入170℃烘箱中,保持12小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图5)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例5
将13.2g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIMBr)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.8g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.34g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.40g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIMBr∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶1∶2∶10∶1。将混合物转移至100ml带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入190℃烘箱中,保持10小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图6)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例6
将52.8g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIMBr)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.6g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.40g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.40g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIMBr∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶0.75∶2∶80∶1。将混合物转移至100ml密闭的带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入190℃烘箱中,保持10小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图7)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例7
将39.0g1-丙基-3-甲基氯化咪唑离子液体(PrMIMCl)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.8g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,0.25g氟化胺,搅拌至均匀,然后加入0.34g环己胺,继续搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶PrMIMCl∶环己胺(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶1∶2∶80∶1。将混合物转移至100ml带有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中,放入190℃烘箱中,保持10小时,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图8)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
实施例8
将52.8g1-乙基-3-甲基溴化咪唑离子液体(EMIM)加入到100ml烧杯中,升温至100℃,磁力搅拌加入0.8g浓度为85wt%的磷酸,1.4g异丙醇铝,均匀滴加0.34g浓度为40%的氢氟酸,搅拌至均匀,然后加入0.4g己二胺(HDA),继续搅拌至均匀搅拌至均匀得反应前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶EMIM∶HDA(磷和铝按照其氧化物的形式表示)的比例为(摩尔比)1∶1∶2∶80∶1。将上述前体混合物在微波辐射的条件下加热至200℃,常压或白生压力下晶化20分钟,然后将反应混合物冷却到室温,加入150ml去离子水,搅拌,超声洗涤,将反应物过滤,得到白色固体粉末,重复洗涤三次,并将该白色粉末用50ml丙酮洗涤。将最终白色粉末置于110℃烘箱中烘干,该白色粉末为DNL-1分子筛,XRD谱图(图9)与粉末衍射数据库卡片比较确定测试确定DNL-1分子筛具有国际沸石协会指定的-CLO结构,同时X-射线荧光光谱分析结果(表2)说明DNL-1分子筛中Al2O3∶P2O5(铝和磷采用氧化物的形式表示)比例为(摩尔比)1∶0.8~1.2。
表1.本发明实施例1~8中样品的XRD衍射峰的位置和相对强弱
Figure GSA00000020803800071
Figure GSA00000020803800081
表2.本发明实施例1~8中样品的X-射线荧光光谱元素含量分析结果
  样品实施例号   Al2O3含量(wt%)   P2O5含量(wt%)   Al2O3∶P2O5(摩尔比)
  1   40   60   1∶1.08
  2   42   58   1∶0.99
  3   40   60   1∶1.08
  4   41   59   1∶1.03
  5   39   61   1∶1.12
  6   43   57   1∶0.95
  7   42   58   1∶0.99
  8   40   60   1∶1.08

Claims (8)

1.一种磷酸铝分子筛,命名为DNL-1,其特征是:该分子筛X-射线衍射谱图具有至少以下所列衍射峰,
2θ值表示衍射峰位置,2θ/°:3.43±0.2,4.85±0.2,5.95±0.2,6.87±0.2,7.70±0.2,8.42±0.2,9.73±0.2,10.32±0.2,11.41±0.2,11.92±0.2,12.42±0.2,12.89±0.2,13.78±0.2,14.20±0.2,14.62±0.2,20.72±0.2;
其结构具有国际沸石协会确认的-CLO结构,同时该分子筛中Al2O3∶P2O5摩尔比例为1∶0.8~1.2;DNL-1分子筛骨架中PO4和AlO4四面体严格交替,其中部分PO4和AlO4带有端羟基,从而构成一个三维间断式结构,其具有两个非交叉的三维孔道体系,一个体系经由α笼和rpa笼,具有八元环孔口,而另一个经由立方体的面,具有由20个Al和P原子和24个氧原子围成的四叶苜蓿形的孔口,这些孔道的交叉部分是一个大的带有口袋的立方超笼。
2.一种按照权利要求1所述磷酸铝分子筛的制备方法,其特征是:采用离子热合成方法,其过程包括:
A)制备前体混合物:于离子液体中依次向其中加入含磷原料、含铝原料和含氟原料,搅拌至均匀后加入有机胺,继续搅拌至均匀形成前体混合物,混合物中Al2O3∶P2O5∶F-∶离子液体∶有机胺的摩尔比例为1∶0.5~2∶0.1~3∶5~100∶0.1~2;
B)将制得的前体混合物加热到100℃~300℃条件下晶化,晶化时间≥1分钟;
C)晶化结束后,将反应物冷却至室温,过滤、洗涤并干燥,得到的固体为磷酸铝分子筛,命名为DNL-1分子筛;
离子液体为具有以下阳离子:烷基季铵离子[NR4]+,烷基季膦离子[PR4]+,烷基取代的咪唑离子[Rim]+,烷基取代的吡啶离子[Rpy]+中的一种或几种混合的离子液体,R为C1-C16的烷基。
3.按照权利要求2所述的制备方法,其特征是:含磷原料为磷酸或磷酸盐中的磷酸铵、磷酸一氢铵或磷酸二氢铵;含铝原料为异丙醇铝、拟薄水铝石、水合氧化铝、硫酸铝或硝酸铝。
4.按照权利要求2所述的制备方法,其特征是:含氟原料为氢氟酸、氟化铵或氟化钠。
5.按照权利要求2所述的制备方法,其特征是:有机胺为脂肪胺、芳香胺、醇胺、季铵盐类化合物中的一种或几种。
6.按照权利要求2所述的制备方法,其特征是:晶化温度为120℃~280℃,晶化时间≥5分钟。
7.按照权利要求2所述的制备方法,其特征是:所述离子液体在加入原料前升温至10-150℃,即原料的混合温度为10-150℃。
8.按照权利要求2所述的制备方法,其特征是:所述前体混合物中含有一定比例水,水由原料带入,或额外加入,含水量为前体混合物总重量的0-10wt%。
CN201010102897A 2010-01-29 2010-01-29 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法 Expired - Fee Related CN102139885B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010102897A CN102139885B (zh) 2010-01-29 2010-01-29 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法
PCT/CN2010/078561 WO2011091678A1 (zh) 2010-01-29 2010-11-09 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010102897A CN102139885B (zh) 2010-01-29 2010-01-29 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102139885A CN102139885A (zh) 2011-08-03
CN102139885B true CN102139885B (zh) 2012-10-03

Family

ID=44318646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010102897A Expired - Fee Related CN102139885B (zh) 2010-01-29 2010-01-29 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN102139885B (zh)
WO (1) WO2011091678A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104340987A (zh) * 2013-08-02 2015-02-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有-clo 结构的磷酸硅铝分子筛及其制备方法
CN104340992B (zh) * 2013-08-02 2016-08-24 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有-CLO结构的金属磷酸铝(MeAPO)分子筛及其制备方法
CN105753013B (zh) * 2014-12-17 2018-07-31 中国科学院大连化学物理研究所 一种-clo结构纳米磷酸铝分子筛的制备及分子筛
CN105776241A (zh) * 2014-12-23 2016-07-20 中国石油天然气股份有限公司 -clo结构的磷酸铝分子筛的合成方法
CN104609439B (zh) * 2015-02-16 2017-02-01 黑龙江大学 离子热合成sapo‑31分子筛纳米棒的方法
CN109574036B (zh) * 2017-09-29 2020-06-09 中国科学院大连化学物理研究所 一种dnl-1分子筛的制备方法
CN107601521A (zh) * 2017-11-14 2018-01-19 兰州理工大学 一种合成‑clo型磷酸铝分子筛的方法
CN111333083A (zh) * 2020-04-27 2020-06-26 北京化工大学 一种有机杂化的-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法
CN112939005A (zh) * 2021-03-30 2021-06-11 北京化工大学 一种-clo结构超大孔磷酸铝和杂原子磷酸铝分子筛的合成方法
CN113354604A (zh) * 2021-06-02 2021-09-07 中科国生(杭州)科技有限公司 一种利用AlPO-CLO磷酸铝分子筛催化果糖脱水合成5-羟甲基糠醛的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1850606A (zh) * 2006-06-07 2006-10-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种AlPO4或SAPO分子筛的制备方法
CN1884076A (zh) * 2006-05-25 2006-12-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种微波加热合成磷铝分子筛方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602513B (zh) * 2009-07-18 2010-12-01 太原理工大学 在低共熔混合物中制备磷酸铝分子筛的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1884076A (zh) * 2006-05-25 2006-12-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种微波加热合成磷铝分子筛方法
CN1850606A (zh) * 2006-06-07 2006-10-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种AlPO4或SAPO分子筛的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Yun-Peng Xu et al..Microwave-Enhanced Ionothermal Synthesis of Aluminophosphate Molecular Sieves.《Angew. Chem.》.2006,第118卷4069-4074. *
王磊等.有机胺在微波促进的离子热合成分子筛中的结构导向作用.《石油学报(石油加工)》.2006,42-44. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011091678A1 (zh) 2011-08-04
CN102139885A (zh) 2011-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102139885B (zh) 一种-clo结构磷酸铝分子筛及其制备方法
CN102476806A (zh) 一种在低共熔混合物中合成超大微孔磷酸铝分子筛的方法
CN107892309B (zh) 一种超大孔硅酸盐分子筛的制备方法
JP4964150B2 (ja) 微孔質結晶性ゼオライト物質(ゼオライトitq−32)、該物質の製造法および該物質の使用
JP6006879B2 (ja) Sapo−34分子篩及びその合成方法
CN104370296B (zh) 一种超大孔硅酸盐分子筛nud-1及其制备方法
CN104340992A (zh) 一种具有-CLO结构的金属磷酸铝(MeAPO)分子筛及其制备方法
CN110668458A (zh) Al-SBA-15介孔分子筛和脱硝催化剂及各自的制备方法和应用
CN106799202A (zh) 一种用于气体分离的分子筛及其制备和应用
CN102807229B (zh) 一种常压下合成硅磷酸铝分子筛sapo-31的方法
CN105153204B (zh) 一种CuBTC型中微双孔金属有机骨架材料及制备方法
CN107934982A (zh) 一种大孔硅酸盐分子筛及其制备方法
CN105753013B (zh) 一种-clo结构纳米磷酸铝分子筛的制备及分子筛
CN104340987A (zh) 一种具有-clo 结构的磷酸硅铝分子筛及其制备方法
CN102139889B (zh) 一种afo结构磷酸铝分子筛的合成方法
CN105776239A (zh) 一种多级孔afi结构磷酸铝分子筛的制备方法
CN106276964B (zh) 一种晶内含磷的zsm-5分子筛及其制备方法
CN1980863B (zh) 具有lta结构(itq-29)的沸石性微孔晶体材料,其制备方法及在有机化合物的分离和转化过程中的用途
CN109574036B (zh) 一种dnl-1分子筛的制备方法
JP6966087B2 (ja) ゼオライトとその製造方法
CN102139888B (zh) 一种afo结构磷酸硅铝分子筛的合成方法
CN111348662B (zh) 一种超大孔硅酸盐分子筛nud-6及其制备方法
Sánchez-Sánchez et al. On the Sn (II) and Sn (IV) incorporation into the AFI-structured AlPO 4-based framework: the first significantly acidic SnAPO-5
CN108383135A (zh) 一种拓扑结构的ecnu-13分子筛及其制备和应用
CN105776241A (zh) -clo结构的磷酸铝分子筛的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121003

Termination date: 20180129

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee