CN108928836A - 一种纳米sapo-34分子筛的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米SAPO‑34分子筛的合成方法,包括:1)配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,将氧化铝粉末反复浸泡在溶液A中,煅烧,获得粉末B;2)将粉末B进行球磨,过筛,过筛后的粉末浸泡在氢氧化钠中,洗涤,烘干,获得粉末C;3)配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,将所述粉末C加入溶液D中,再向溶液D中加入正磷酸和铝源配置成混合物E;4)混合物E水热反应获得氧化物基磷铝干胶;5)将氧化物基磷铝干胶与硅源、有机胺模板剂、水的混合物动态晶化,获得固相F,然后将固相F再浸泡在溶液A中,然后焙烧获得最终产物。本发明通过优化SAPO‑34分子筛的合成方法,使得产物在MTO反应中的双烯选择性相比于现有技术生产的SAPO‑34分子筛明显提高。
Description
技术领域
本发明属于分子筛技术领域,尤其涉及一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法。
背景技术
乙烯、丙烯等低碳烯烃作为化学工业的基本有机化工原料,在石油和化学工业中起着举足轻重的作用,随着我国国民经济的发展,特别是现代化工、化学工业的发展对低碳烯烃的需求日益攀升,供需矛盾也将日益突出。迄今为止,乙烯、丙烯等低碳烯烃仍然是通过石脑油、轻质柴油等石油产品的催化裂化、裂解来实现的。我国的乙烯、丙烯来源单一,乙烯主要来自于石脑油的蒸汽裂解,丙烯主要来自于乙烯蒸汽裂解联产和催化裂解装置。我国石油资源相对短缺,煤资源丰富,针对此,以煤、天然气、生物质等可替代石油资源生产乙烯、丙烯等低碳烯烃的技术,越来越受到科研机构和能源公司的青睐,是近些年来的研究热点之一。以煤和天然气为原料制取甲醇为原料,经分子筛催化反应制取轻烯烃(MTO)的技术是目前公认的最重要的可替代的得到轻烯烃的技术之一。因此开发甲醇制烯烃技术,对确保国家能源安全,实现经济快速、可持续发展具有深远意义。
SAPO-34分子筛是美国联合碳化物公司(UCC)首次合成的SAPO-n系列分子筛的一员(US4440871)。由于SAPO-34分子筛具有适宜的孔道结构、适宜的质子酸性、较大的比表面积以及较好的热稳定性和水热稳定性,使其作为催化剂在甲醇制烯烃反应中具有良好的催化活性和选择性。SAPO-34通常是用有机胺作为模板剂,和铝源、磷源、硅源等通过水热合成的方法来制备的,但是传统的水热法很难得到纳米级别的SAPO-34分子筛,限制了SAPO-34分子筛的催化性能。
专利CN104556091A公开了一种SAPO-34分子筛的制备方法,先将磷源和铝源制备磷铝干胶;然后将磷铝干胶与模板剂、硅源接触混合均匀得到混合物;最后将混合物置于密闭反应釜中自生压力下分段晶化合成SAPO-34分子筛。该专利制备的SAPO-34分子筛在MTO反应中的双烯选择性为83.59%,产物杂质含量依然保持着较高的水平,在很多烯烃应用领域需要对产物进行进一步提纯或分离,生产成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,该方法包括以下步骤:
1) 配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,将氧化铝粉末浸泡在所述溶液A中,浸泡完成后固液分离,将固相烘干,然后再次将固相浸泡在溶液A中,浸泡完成后固液分离、烘干固相,重复浸泡、固液分离、烘干过程5~10次,最后一次烘干后的固相在400~500℃环境下煅烧,获得粉末B;
2) 将粉末B进行球磨,球磨后的粉料过1000~2000目的筛网,收集过筛后的粉末,将过筛后的粉末浸泡在氢氧化钠溶液中10~15min,浸泡完成后固液分离,去离子水洗涤固相,烘干,获得粉末C;
3) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,将所述粉末C加入溶液D中,对溶液D进行充分搅拌;搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸和铝源配置成混合物E,所述混合物E中所述铝源中的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:(0.6~1.5):(20~50);
4) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至90~150℃反应10~24h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
5) 将所述氧化物基磷铝干胶与硅源、有机胺模板剂、水的混合物一起加入水热反应釜中,140~220℃动态晶化24~96h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在450~600℃焙烧4~6h得到纳米SAPO-34分子筛。
进一步地,所述纳米SAPO-34分子筛经过活化剂活化处理,所述活化剂为苯磺酸、马来酸、过氧化氢和聚乙二醇的水溶液,所述活化剂中各组分的浓度为:
苯磺酸 0.1~0.3mol/L;
马来酸 0.5~0.8 mol/L;
过氧化氢 0.05~0.15 mol/L;
聚乙二醇 50~100mL/L。
进一步地,所述活化处理的方法为:
(1) 将所述纳米SAPO-34分子筛浸泡在所述活化剂中,保持活化剂恒温60~70℃,浸泡时间为5~7min;
(2) 浸泡完成后固液分离,用去离子水浸泡固相,超声震荡洗涤,然后过滤、烘干,即获得活化后的纳米SAPO-34分子筛。
进一步地,所述溶液A中,草酸铌的浓度为0.2~0.5mol/L,铱的质量百分含量为6%~8%,乙醇的体积浓度为40~60mL/L,溶液A的质量是氧化铝粉末质量的4倍以上,氧化铝粉末每次浸泡的时间不少于5min。
进一步地,所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%~10%,氢氧化钠溶液的质量为浸泡在其中的所述过筛后的粉末质量的4倍以上。
进一步地,所述步骤3)中,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.2~0.6mol/L,十二烷基磺酸钠0.15~0.35 mol/L;加入溶液D中的粉末C的质量为溶液D质量的0.8%~1%。
进一步地,所述铝源为氢氧化铝、拟薄水铝石、氧化铝和异丙醇铝中的一种或几种混合;所述硅源为正硅酸四乙酯、二氧化硅和硅溶胶中的一种或几种混合;所述的有机胺模板剂为三乙胺、吗啉、二正丙胺、正丁胺、四乙基氢氧化铵的一种或者几种混合。
进一步地,所述氧化物基磷铝干胶、硅源、有机胺模板剂和水的质量比为:氧化物基磷铝干胶:硅源:有机胺模板剂:水=1:0.15:(0.5~3):(10~30)。
从以上技术方案可以看出,本发明的优点是:
1、本发明通过优化SAPO-34分子筛的合成方法,极大地提高了产物生成过程中的形核率,获得纳米级别的SAPO-34分子筛,分子筛活性比表面积显著增大,在MTO反应中的双烯选择性相比于现有技术生产的SAPO-34分子筛明显提高;
2、实验发现,通过本发明所述的活化剂对SAPO-34分子筛进行活化处理,能够增加SAPO-34分子筛的催化活性点位数量,宏观上表现为双烯选择性地进一步地提高。
附图说明
图1为实施例1所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片;
图2为实施例2所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片;
图3为实施例3所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片;;
图4为实施例4所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片;
图5为本发明所述合成方法下,制备粉末C所用的粉末B的细度与最终产物纳米SAPO-34分子筛的双烯选择性的关系曲线图 (图中的双烯选择性为MTO反应产物中乙烯和丙烯的质量百分含量之和)。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明:
实施例1
一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,该方法包括以下步骤:
1) 配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,溶液A中草酸铌的浓度为0.2mol/L,铱元素的质量百分含量为6%,乙醇的体积浓度为40mL/L;然后将氧化铝粉末浸泡在所述溶液A中,保证溶液A的量充足,一般来说,溶液A的质量是氧化铝粉末质量的4倍以上皆可。浸泡5min,浸泡完成后固液分离,将固相烘干,然后再次将固相浸泡在溶液A中5min,浸泡完成后固液分离、烘干固相。重复浸泡(每次浸泡均为5min即可)、固液分离、烘干过程8次,最后一次烘干后的固相在400℃环境下煅烧,获得粉末B;
2) 将粉末B进行球磨,球磨后的粉料过1800目的筛网,收集过筛后的粉末,将过筛后的粉末浸泡在溶质质量百分含量为5%的氢氧化钠溶液中10min,保证氢氧化钠溶液的量充足,一般来说,氢氧化钠溶液的质量是过筛后的粉末质量的4倍以上皆可。浸泡完成后固液分离,去离子水洗涤固相,烘干,获得粉末C;
3) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.2mol/L,十二烷基磺酸钠0.15 mol/L。将所述粉末C加入溶液D中,加入溶液D中的粉末C的质量为溶液D质量的0.8%。对溶液D进行充分搅拌。搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸(溶质的质量分数为85%)和氢氧化铝配置成混合物E,所述混合物E中所述氢氧化铝贡献的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:0.6:20;
4) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至90℃反应10h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
5) 将所述氧化物基磷铝干胶与正硅酸四乙酯、三乙胺、水的混合物一起加入水热反应釜中,使得水热反应釜中的混合物中氧化物基磷铝干胶、正硅酸四乙酯、三乙胺和水的质量比为:
氧化物基磷铝干胶: 正硅酸四乙酯: 三乙胺:水=1:0.15:0.5:10;
混合物在140℃动态晶化24h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在450℃焙烧4h得到纳米SAPO-34分子筛。本实施例所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片如图1所示。
实施例2
一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,该方法包括以下步骤:
1) 配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,溶液A中草酸铌的浓度为0.3mol/L,铱元素的质量百分含量为6%,乙醇的体积浓度为48mL/L;然后将氧化铝粉末浸泡在所述溶液A中,保证溶液A的量充足,一般来说,溶液A的质量是氧化铝粉末质量的4倍以上皆可。浸泡5min,浸泡完成后固液分离,将固相烘干,然后再次将固相浸泡在溶液A中5min,浸泡完成后固液分离、烘干固相。重复浸泡(每次浸泡均为5min即可)、固液分离、烘干过程8次,最后一次烘干后的固相在450℃环境下煅烧,获得粉末B;
2) 将粉末B进行球磨,球磨后的粉料过1800目的筛网,收集过筛后的粉末,将过筛后的粉末浸泡在溶质质量百分含量为8%的氢氧化钠溶液中10min,保证氢氧化钠溶液的量充足,一般来说,氢氧化钠溶液的质量是过筛后的粉末质量的4倍以上皆可。浸泡完成后固液分离,去离子水洗涤固相,烘干,获得粉末C;
3) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.4mol/L,十二烷基磺酸钠0.21 mol/L。将所述粉末C加入溶液D中,加入溶液D中的粉末C的质量为溶液D质量的0.9%。对溶液D进行充分搅拌。搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸(溶质的质量分数为85%)和拟薄水铝石配置成混合物E,所述混合物E中所述拟薄水铝石贡献的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:0.9:30;
4) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至120℃反应15h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
5) 将所述氧化物基磷铝干胶与二氧化硅、二正丙胺、水的混合物一起加入水热反应釜中,使得水热反应釜中的混合物中氧化物基磷铝干胶、二氧化硅、二正丙胺和水的质量比为:
氧化物基磷铝干胶: 二氧化硅: 二正丙胺:水=1:0.15:1.7:18;
混合物在180℃动态晶化40h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在500℃焙烧4h得到纳米SAPO-34分子筛。本实施例所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片如图2所示。
实施例3
一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,该方法包括以下步骤:
1) 配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,溶液A中草酸铌的浓度为0.4mol/L,铱元素的质量百分含量为7%,乙醇的体积浓度为50mL/L;然后将氧化铝粉末浸泡在所述溶液A中,保证溶液A的量充足,一般来说,溶液A的质量是氧化铝粉末质量的4倍以上皆可。浸泡5min,浸泡完成后固液分离,将固相烘干,然后再次将固相浸泡在溶液A中5min,浸泡完成后固液分离、烘干固相。重复浸泡(每次浸泡均为5min即可)、固液分离、烘干过程8次,最后一次烘干后的固相在400~500℃环境下煅烧,获得粉末B;
2) 将粉末B进行球磨,球磨后的粉料过1800目的筛网,收集过筛后的粉末,将过筛后的粉末浸泡在溶质质量百分含量为8%的氢氧化钠溶液中12min,保证氢氧化钠溶液的量充足,一般来说,氢氧化钠溶液的质量是过筛后的粉末质量的4倍以上皆可。浸泡完成后固液分离,去离子水洗涤固相,烘干,获得粉末C;
3) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.5mol/L,十二烷基磺酸钠0.27 mol/L。将所述粉末C加入溶液D中,加入溶液D中的粉末C的质量为溶液D质量的0.9%。对溶液D进行充分搅拌。搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸(溶质的质量分数为85%)和异丙醇铝配置成混合物E,所述混合物E中所述异丙醇铝贡献的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:1.2:40;
4) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至130℃反应20h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
5) 将所述氧化物基磷铝干胶与硅溶胶、四乙基氢氧化铵、水的混合物一起加入水热反应釜中,使得水热反应釜中的混合物中氧化物基磷铝干胶、硅溶胶、四乙基氢氧化铵和水的质量比为:
氧化物基磷铝干胶: 硅溶胶: 四乙基氢氧化铵:水=1:0.15:2.7:22;
混合物在200℃动态晶化72h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在550℃焙烧5h得到纳米SAPO-34分子筛。本实施例所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片如图3所示。
实施例4
一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,该方法包括以下步骤:
1) 配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,溶液A中草酸铌的浓度为0.5mol/L,铱元素的质量百分含量为8%,乙醇的体积浓度为60mL/L;然后将氧化铝粉末浸泡在所述溶液A中,保证溶液A的量充足,一般来说,溶液A的质量是氧化铝粉末质量的4倍以上皆可。浸泡5min,浸泡完成后固液分离,将固相烘干,然后再次将固相浸泡在溶液A中5min,浸泡完成后固液分离、烘干固相。重复浸泡(每次浸泡均为5min即可)、固液分离、烘干过程8次,最后一次烘干后的固相在500℃环境下煅烧,获得粉末B;
2) 将粉末B进行球磨,球磨后的粉料过1800目的筛网,收集过筛后的粉末,将过筛后的粉末浸泡在溶质质量百分含量为7%的氢氧化钠溶液中15min,保证氢氧化钠溶液的量充足,一般来说,氢氧化钠溶液的质量是过筛后的粉末质量的4倍以上皆可。浸泡完成后固液分离,去离子水洗涤固相,烘干,获得粉末C;
3) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.6mol/L,十二烷基磺酸钠0.35 mol/L。将所述粉末C加入溶液D中,加入溶液D中的粉末C的质量为溶液D质量的1%。对溶液D进行充分搅拌。搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸(溶质的质量分数为85%)和异丙醇铝配置成混合物E,所述混合物E中所述异丙醇铝贡献的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:1.5:50;
4) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至150℃反应24h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
5) 将所述氧化物基磷铝干胶与硅溶胶、四乙基氢氧化铵、水的混合物一起加入水热反应釜中,使得水热反应釜中的混合物中氧化物基磷铝干胶、硅溶胶、四乙基氢氧化铵和水的质量比为:
氧化物基磷铝干胶:硅溶胶:四乙基氢氧化铵:水=1:0.15:3: 30;
混合物在220℃动态晶化96h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在600℃焙烧4h得到纳米SAPO-34分子筛。本实施例所制得的纳米SAPO-34分子筛的扫描电镜照片如图4所示。
对比例1
按照实施例3所述的方法制备纳米SAPO-34分子筛,然后将制得的纳米SAPO-34分子筛经过活化剂活化处理,所述活化剂为苯磺酸、马来酸、过氧化氢和聚乙二醇的水溶液,所述活化剂中各组分的浓度为:
苯磺酸 0.1mol/L;
马来酸 0.5 mol/L;
过氧化氢 0.05 mol/L;
聚乙二醇 50mL/L。
活化处理的步骤为:
(1) 将按照实施例3所述的方法制备的纳米SAPO-34分子筛浸泡在本对比例所述活化剂中,保持活化剂恒温60~70℃,浸泡时间为5min;
(2) 浸泡完成后固液分离,用去离子水浸泡固相,超声震荡洗涤,然后过滤、烘干,即获得活化后的纳米SAPO-34分子筛。
对比例2
按照实施例3所述的方法制备纳米SAPO-34分子筛,然后将制得的纳米SAPO-34分子筛经过活化剂活化处理,所述活化剂为苯磺酸、马来酸、过氧化氢和聚乙二醇的水溶液,所述活化剂中各组分的浓度为:
苯磺酸 0.2mol/L;
马来酸 0.7mol/L;
过氧化氢 0.13 mol/L;
聚乙二醇 80mL/L。
活化处理的步骤为:
(1) 将按照实施例3所述的方法制备的纳米SAPO-34分子筛浸泡在本对比例所述活化剂中,保持活化剂恒温60~70℃,浸泡时间为5min;
(2) 浸泡完成后固液分离,用去离子水浸泡固相,超声震荡洗涤,然后过滤、烘干,即获得活化后的纳米SAPO-34分子筛。
对比例3
按照实施例3所述的方法制备纳米SAPO-34分子筛,然后将制得的纳米SAPO-34分子筛经过活化剂活化处理,所述活化剂为苯磺酸、马来酸、过氧化氢和聚乙二醇的水溶液,所述活化剂中各组分的浓度为:
苯磺酸 0.3mol/L;
马来酸 0.8mol/L;
过氧化氢 0.15 mol/L;
聚乙二醇 100mL/L。
活化处理的步骤为:
(1) 将按照实施例3所述的方法制备的纳米SAPO-34分子筛浸泡在本对比例所述活化剂中,保持活化剂恒温60~70℃,浸泡时间为7min;
(2) 浸泡完成后固液分离,用去离子水浸泡固相,超声震荡洗涤,然后过滤、烘干,即获得活化后的纳米SAPO-34分子筛。
对比例4
一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,该方法包括以下步骤:
1) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.5mol/L,十二烷基磺酸钠0.27 mol/L。将过1800目筛网的细氧化铝粉末加入溶液D中,加入溶液D中的细氧化铝粉末的质量为溶液D质量的0.9%。对溶液D进行充分搅拌。搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸(溶质的质量分数为85%)和异丙醇铝配置成混合物E,所述混合物E中所述异丙醇铝贡献的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:1.2:40;
2) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至130℃反应20h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
3) 将所述氧化物基磷铝干胶与硅溶胶、四乙基氢氧化铵、水的混合物一起加入水热反应釜中,使得水热反应釜中的混合物中氧化物基磷铝干胶、硅溶胶、四乙基氢氧化铵和水的质量比为:
氧化物基磷铝干胶: 硅溶胶: 四乙基氢氧化铵:水=1:0.15:2.7:22;
混合物在200℃动态晶化72h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在550℃焙烧5h得到纳米SAPO-34分子筛。
对比例5
一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,本对比例所述方法与实施例3所述的纳米SAPO-34分子筛合成方法完全相同,其区别仅在于:所述步骤5)中,直接将所制得的固相F在550℃焙烧5h得到纳米SAPO-34分子筛,焙烧前固相F不浸泡在溶液A中处理。
对比例6~9
实验发现,粉末B的细度对最终产物纳米SAPO-34分子筛的性能影响较大,为证明最佳的工艺参数,本组设计了4个对比例6~9,对比例6~9均采用与实施例3相同的方法制备纳米SAPO-34分子筛,各对比例与实施例3的区别仅在于步骤2)中粉末B过筛的筛网目数不同,其他的工艺参数和步骤均与实施例3完全相同。对比例6~9各自所用的筛网目数如表1所示。
表1
实验组 | 对比例6 | 对比例7 | 对比例8 | 对比例9 |
筛网目数/目 | 1000 | 1200 | 1500 | 2000 |
实施例5
将实验组实施例1~4和对比例1~9所制备的纳米SAPO-34分子筛分别进行压片、破碎,筛分至20~40目。分别称取1.2g各实验组的样品装入固定床反应器中进行MTO反应评价。反应条件为:反应温度为450℃,氮气的流速为40mL/min,甲醇重量空速为2.0h-1。反应产物由在线气相色谱进行分析,结果如表2和图5所示。
表2
由表2可以看出,在本发明所述工艺参数和方法步骤下制备的纳米SAPO-34分子筛对MTO反应的催化性能要好于专利CN104556091A所制备产品的催化性能,表现为双烯选择性的显著提高。对比实施例3和对比例1~3可知,通过本发明所述的活化剂对SAPO-34分子筛进行活化处理,能够进一步地提高SAPO-34分子筛的双烯选择性,催化产物中目标产品的纯度有所提高。
由图5可知,制备粉末C的粉末B的细度越细,最终合成产物纳米SAPO-34分子筛的双烯选择性越好,并且在粒度≥1800目时趋于平稳。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1) 配置草酸铌、氯铱酸和乙醇的水溶液A,将氧化铝粉末浸泡在所述溶液A中,浸泡完成后固液分离,将固相烘干,然后再次将固相浸泡在溶液A中,浸泡完成后固液分离、烘干固相,重复浸泡、固液分离、烘干过程5~10次,最后一次烘干后的固相在400~500℃环境下煅烧,获得粉末B;
2) 将粉末B进行球磨,球磨后的粉料过1000~2000目的筛网,收集过筛后的粉末,将过筛后的粉末浸泡在氢氧化钠溶液中10~15min,浸泡完成后固液分离,去离子水洗涤固相,烘干,获得粉末C;
3) 配置碳酸钠和十二烷基磺酸钠的混合水溶液D,将所述粉末C加入溶液D中,对溶液D进行充分搅拌;搅拌均匀后再在搅拌状态下向溶液D中加入正磷酸和铝源配置成混合物E,所述混合物E中所述铝源中的铝元素、磷元素和水的摩尔比为:
铝:磷:水=1:(0.6~1.5):(20~50);
4) 混合物E倒入水热反应釜中,将反应釜密封,然后将混合物E升温至90~150℃反应10~24h,反应完成后冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得氧化物基磷铝干胶;
5) 将所述氧化物基磷铝干胶与硅源、有机胺模板剂、水的混合物一起加入水热反应釜中,140~220℃动态晶化24~96h;反应完成后将反应液冷却过滤,用去离子水洗涤固相,干燥,获得固相F,然后将固相F充分浸泡在所述溶液A中,浸泡后将固相F在450~600℃焙烧4~6h得到纳米SAPO-34分子筛。
2.根据权利要求1所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述纳米SAPO-34分子筛经过活化剂活化处理,所述活化剂为苯磺酸、马来酸、过氧化氢和聚乙二醇的水溶液,所述活化剂中各组分的浓度为:
苯磺酸 0.1~0.3mol/L;
马来酸 0.5~0.8 mol/L;
过氧化氢 0.05~0.15 mol/L;
聚乙二醇 50~100mL/L。
3.根据权利要求2所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述活化处理的方法为:
(1) 将所述纳米SAPO-34分子筛浸泡在所述活化剂中,保持活化剂恒温60~70℃,浸泡时间为5~7min;
(2) 浸泡完成后固液分离,用去离子水浸泡固相,超声震荡洗涤,然后过滤、烘干,即获得活化后的纳米SAPO-34分子筛。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述溶液A中,草酸铌的浓度为0.2~0.5mol/L,铱的质量百分含量为6%~8%,乙醇的体积浓度为40~60mL/L,溶液A的质量是氧化铝粉末质量的4倍以上,氧化铝粉末每次浸泡的时间不少于5min。
5.根据权利要求1~3任一项所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%~10%,氢氧化钠溶液的质量为浸泡在其中的所述过筛后的粉末质量的4倍以上。
6.根据权利要求1~3任一项所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述步骤3)中,溶液D中碳酸钠和十二烷基磺酸钠的浓度分别为碳酸钠0.2~0.6mol/L,十二烷基磺酸钠0.15~0.35 mol/L;加入溶液D中的粉末C的质量为溶液D质量的0.8%~1%。
7.根据权利要求1~3任一项所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述铝源为氢氧化铝、拟薄水铝石、氧化铝和异丙醇铝中的一种或几种混合;所述硅源为正硅酸四乙酯、二氧化硅和硅溶胶中的一种或几种混合;所述的有机胺模板剂为三乙胺、吗啉、二正丙胺、正丁胺、四乙基氢氧化铵的一种或者几种混合。
8.根据权利要求1~3任一项所述的一种纳米SAPO-34分子筛的合成方法,其特征在于,所述氧化物基磷铝干胶、硅源、有机胺模板剂和水的质量比为:氧化物基磷铝干胶:硅源:有机胺模板剂:水=1:0.15:(0.5~3):(10~30)。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112250087A (zh) * | 2020-11-08 | 2021-01-22 | 江西苏克尔新材料有限公司 | 一种金属改性的sapo-34分子筛的制备方法及应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102286296A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种增产丙烯和乙烯的方法 |
CN103193580A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 浙江大学 | 用负载型催化剂实现合成气一步法制备低碳烯烃的方法 |
CN104556091A (zh) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种sapo-34分子筛的制备方法 |
CN106111183A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 碗海鹰 | 一种选择性催化还原氮氧化物的催化剂及其制备方法 |
CN108083292A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-05-29 | 吉林大学 | 一种磷掺杂cha分子筛、制备方法及其应用 |
-
2018
- 2018-08-22 CN CN201810957792.XA patent/CN108928836B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102286296A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种增产丙烯和乙烯的方法 |
CN103193580A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 浙江大学 | 用负载型催化剂实现合成气一步法制备低碳烯烃的方法 |
CN104556091A (zh) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种sapo-34分子筛的制备方法 |
CN106111183A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 碗海鹰 | 一种选择性催化还原氮氧化物的催化剂及其制备方法 |
CN108083292A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-05-29 | 吉林大学 | 一种磷掺杂cha分子筛、制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SHU REN, GUOJUAN LIU, ET AL.: "Enhanced MTO performance over acid treated hierarchical SAPO-34", 《CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112250087A (zh) * | 2020-11-08 | 2021-01-22 | 江西苏克尔新材料有限公司 | 一种金属改性的sapo-34分子筛的制备方法及应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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