CN110052288A - 一种氯化金属改性的分子筛spao-34及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯化金属改性的分子筛SPAO‑34及其制备方法和应用,在水溶液中加入正磷酸,继续加入活性氧化铝、硅源和模板剂,搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO‑34;将分子筛SPAO‑34按固液比1g:10mL加入到0.1mol/L改性剂水溶液中,搅拌直至分子筛SPAO‑34与改性剂充分混合,抽滤,干燥,焙烧即制得氯化金属改性的分子筛SPAO‑34。本发明制得的氯化金属改性的分子筛SPAO‑34具有独特的孔道结构、适宜的酸性、良好的稳定性以及较大的比表面积,能够作为催化剂用于氯代甲烷制备丙烯的反应。
Description
技术领域
本发明属于分子筛的合成技术领域,具体涉及一种氯化金属改性的分子筛SPAO-34及其制备方法和应用。
背景技术
丙烯是重要的化工生产原料,其下游产品聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷的需求旺盛,导致丙烯的需求量急剧升高,供求关系十分紧张,然而目前制备丙烯的效率较低,导致供不应求,因此需要开发高效的生产丙烯的方法。
目前卤代甲烷制丙烯的生产路径已经成熟,卤代甲烷制备丙烯的过程中需要分子筛催化剂,这种方法虽然提高了丙烯的产率,但由于分子筛催化剂的孔道结构、酸性等因素使其容易失活,因此制备催化寿命长、稳定性好及催化性能高的分子筛催化剂尤为重要。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种具有独特的孔道结构、适宜的酸性、良好的稳定性以及较大的比表面积的氯化金属改性的分子筛SPAO-34及其制备方法,该方法制备的氯化金属改性的分子筛SPAO-34能够作为催化剂用于催化氯代甲烷反应制备丙烯。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案,一种氯化金属改性的分子筛SPAO-34及其制备方法,其特征在于具体步骤为:
步骤S1:在水溶液中加入正磷酸,继续加入活性氧化铝、硅源和模板剂,其中活性氧化铝为拟薄水铝石,硅源为硅溶胶,模板剂为三乙醇胺,搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO-34;
步骤S2:将步骤S1得到的分子筛SPAO-34按固液比1g:10mL加入到0.1mol/L改性剂水溶液中,其中改性剂为氯化铁、氯化锌或氯化镍中一种或多种,搅拌直至分子筛SPAO-34与改性剂充分混合,抽滤,干燥,焙烧即制得氯化金属改性的分子筛SPAO-34。
进一步优选,步骤S1中所述混合物胶体中各组分的化学计量摩尔比为n(Al2O3):n(P2O5):n(SiO2):n(TEA):n(H2O)=1:1:0.6:3:60。
本发明所述的氯化金属改性的分子筛SPAO-34,其特征在于:该氯化金属改性的分子筛SPAO-34是由上述方法制得的。
本发明所述的氯化金属改性的分子筛SPAO-34作为催化剂用于氯代甲烷制备丙烯反应,其中氯代甲烷在反应中的转化率达到85%,丙烯的选择性达到47.5%,丙烯的收率达到40.37%,并且在12h内催化剂没有失活现象。
本发明相对于现有技术产生的有益效果是:加入改性剂制得的氯化金属改性的分子筛SPAO-34具有独特的孔道结构,适宜的酸性,良好的稳定性以及较大的比表面积,是氯代甲烷制丙烯反应中潜在的优异催化剂。除此之外还可以用于烃类的催化,应用范围广泛。在添加氟的基础上,使得该分子筛稳定性提高,催化性能变好,使用寿命变长。未改性的SPAO-34作为催化剂,氯代甲烷在反应中的转化率为75%,丙烯的选择性为40%,丙烯的收率为30%;氯化金属改性的分子筛SPAO-34作为催化剂,氯代甲烷在反应中的转化率可达85%,丙烯的选择性可达47.5%,丙烯的收率可达40.37%,并在12h内催化剂没有失活现象,该方法具有工艺简便、生产效率高的优点。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
在65g去离子水中依次加入15.37g正磷酸、9.89g拟薄水铝石,8g硅溶胶和20.76g三乙醇胺(TEA),搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO-34;
将3g分子筛SPAO-34加入到30mL 0.01mol/L氯化铁水溶液中,搅拌5h直至分子筛SPAO-34和改性剂充分混合,抽滤,干燥,焙烧即制得氯化金属改性的分子筛SPAO-34。
将实施例1制备的氯化金属改性的分子筛SPAO-34作为催化剂用于氯代甲烷制备丙烯的反应,其中氯代甲烷在反应中的转化率可达75%,丙烯的选择性可达40%,丙烯的收率可达30%,并且在12h内催化剂没有失活现象。
实施例2
在65g去离子水中依次加入15.37g正磷酸、9.89g拟薄水铝石、8g硅溶胶和20.76g三乙醇胺(TEA),搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO-34;
将3g分子筛SPAO-34加入到30mL 0.1mol/L氯化铁水溶液中,搅拌5h直至分子筛SPAO-34和改性剂充分混合,抽滤,干燥,焙烧即制得氯化金属改性的分子筛SPAO-34。
将实施例2制备的氯化金属改性的分子筛SPAO-34作为催化剂用于氯代甲烷制备丙烯的反应,其中氯代甲烷在反应中的转化率可达85%,丙烯的选择性可达47.5%,丙烯的收率可达40.37%,并且在12h内催化剂没有失活现象。
实施例3
在65g去离子水中依次加入15.37g正磷酸、9.89 g拟薄水铝石、8g硅溶胶和20.76g三乙醇胺(TEA),搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO-34;
将3g分子筛SPAO-34加入到30mL 0.15mol/L氯化铁水溶液中,,搅拌5h直至分子筛SPAO-34和改性剂充分混合,抽滤,干燥,焙烧即制得氯化金属改性的分子筛SPAO-34。
将实施例3制备的氯化金属改性的分子筛SPAO-34作为催化剂用于氯代甲烷制备丙烯的反应,其中氯代甲烷在反应中的转化率可达90%,丙烯的选择性可达46%,丙烯的收率可达41.4%,但催化剂在4h后开始失活。
对比例1
在65g去离子水中依次加入15.37g正磷酸、9.89g拟薄水铝石,8g硅溶胶和20.76g三乙醇胺(TEA),搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO-34。
将对比例1制备的分子筛SPAO-34作为催化剂用于氯代甲烷制丙烯的反应,其中氯代甲烷在反应中的转化率为75%,丙烯的选择性为40%,丙烯的收率为30%,8h后催化剂开始失活。
本发明制备的氯化金属改性的分子筛SPAO-34的催化性能较好且使用寿命较长,当改性剂溶液为0.1mol/L氯化铁溶液时,所制备的氯化金属改性的分子筛SPAO-34催化性能最好,使用寿命最长,其作为催化剂在氯代甲烷制备丙烯的反应中氯代甲烷的转化率可达85%,丙烯的选择性可达47.5%,丙烯的收率可达40.37%,并且在12h内催化剂没有失活现象。该方法工艺简单、方法便捷,具有良好的应用前景。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (4)
1.一种氯化金属改性的分子筛SPAO-34的制备方法,其特征在于具体步骤为:
步骤S1:在水溶液中加入正磷酸,继续加入活性氧化铝、硅源和模板剂,其中活性氧化铝为拟薄水铝石,硅源为硅溶胶,模板剂为三乙醇胺,搅拌成均匀的混合物胶体,再将混合物胶体于室温下老化24h,入釜晶化48h,抽滤,水洗,干燥,焙烧即得分子筛SPAO-34;
步骤S2:将步骤S1得到的分子筛SPAO-34按固液比1g:10mL加入到0.1mol/L改性剂水溶液中,其中改性剂为氯化铁、氯化锌或氯化镍中一种或多种,搅拌直至分子筛SPAO-34与改性剂充分混合,抽滤,干燥,焙烧即制得氯化金属改性的分子筛SPAO-34。
2.根据权利要求1所述的氯化金属改性的分子筛SPAO-34的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述混合物胶体中各组分的化学计量摩尔比为n(Al2O3):n(P2O5):n(SiO2):n(TEA):n(H2O)=1:1:0.6:3:60。
3.一种氯化金属改性的分子筛SPAO-34,其特征在于:该氯化金属改性的分子筛SPAO-34是由权利要求1-2中任意一项所述的方法制得的。
4.权利要求3所述的氯化金属改性的分子筛SPAO-34作为催化剂用于氯代甲烷制备丙烯反应,其中氯代甲烷在反应中的转化率达到85%,丙烯的选择性达到47.5%,丙烯的收率达到40.37%,并且在12h内催化剂没有失活现象。
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Title |
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