本發(fā)明涉及磷酸硅鋁分子篩的合成技術，屬于催化新材料合成、催化劑制備方法領域。

背景技術：

磷酸硅鋁分子篩（SAPO-n）材料在催化工業(yè)領域有著舉足輕重的地位，長期以來，人們致力于磷酸硅鋁分子篩合成路線上的研究，希望找到在不影響其催化性能的同時，能夠簡便高效且成本低廉地合成該類材料的新途徑。

AEL型磷酸硅鋁分子篩作為SAPO-n分子篩家族的一員，具有一維十圓環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，其適度的酸性位使得它在加氫異構(gòu)化反應中表現(xiàn)出極佳的催化性能。

傳統(tǒng)的AEL型磷酸硅鋁分子篩利用水/溶劑熱合成法制備得到，此法有合成材料純度較高、粒徑易控制等優(yōu)點，但是其利用溶劑難免生成對環(huán)境不利的廢棄物，并且晶化過程中使用水等溶劑汽化帶來的高壓問題也令合成實驗有一定的安全隱患。有研究者利用離子液體來進行磷酸硅鋁分子篩的合成，雖然能成功解決高壓問題，但該種合成方法分子篩的適用范圍較窄，并且離子液體價格高昂致使相對成本過高。

近幾年，在環(huán)境清潔與環(huán)境安全愈加受到重視的形勢下，若要使AEL型磷酸硅鋁分子篩更好的發(fā)揮其催化優(yōu)勢，那么探索一種低成本的高效合成方法刻不容緩。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種AEL型磷酸硅鋁分子篩的合成方法。

本發(fā)明是一種AEL型磷酸硅鋁分子篩的合成方法，利用研磨手段使反應物均勻混合，在不添加水和其它液體溶劑的情況下，實現(xiàn)低模板劑用量時硅原子同晶取代的AEL型磷酸硅鋁分子篩的合成，其步驟為：

（1）將反應原料鋁源、磷源、氟源、模板劑以及硅源按照特定摩爾比精確稱量，然后均勻混合于研缽之中，并手工研磨10~20min；

（2）將研磨之后的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫8~12h，然后調(diào)節(jié)溫度為160~200℃，開始晶化，晶化時間為10~20h；

（3）晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；

（4）將步驟（3）獲得的分子篩原粉在550-600℃下焙燒，焙燒3~5h，得到AEL型磷酸硅鋁分子篩粉末；

所述鋁源為異丙醇鋁，以Al₂O₃計；磷源為磷酸或亞磷酸，以P₂O₅計；氟源為氫氟酸或氟化銨，以F計；模板劑為二正丙胺或二異丙胺；硅源為氣相二氧化硅、納米二氧化硅或硅溶膠，以SiO₂計；

所述反應初始混合物的特定摩爾比為：Al₂O₃:P₂O₅:F:SiO₂:DPA/DIPA為：1:（0.8~1.2）:

1:（0.1~0.4）:（0.1~0.3）。

本發(fā)明與其它合成AEL型磷酸硅鋁分子篩的方法相比，具備以下優(yōu)勢：可制得結(jié)晶度較好的AEL型磷酸硅鋁分子篩，合成過程無水和溶劑參與，步驟安全簡便，并且模板劑用量較少，利用率高，從而使制備成本低廉，工業(yè)應用前景明朗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1所合成的樣品粉末的XRD譜圖，圖2為本發(fā)明實施例1所合成的樣品粉末的SEM譜圖，圖3為本發(fā)明實施例2所合成的樣品粉末的XRD譜圖。

具體實施方式

本發(fā)明是一種AEL型磷酸硅鋁分子篩的合成方法，利用研磨手段使反應物均勻混合，在不添加水和其它液體溶劑的情況下，實現(xiàn)低模板劑用量時硅原子同晶取代的AEL型磷酸硅鋁分子篩的合成，其步驟為：

（1）將反應原料鋁源、磷源、氟源、模板劑以及硅源按照特定摩爾比精確稱量，然后均勻混合于研缽之中，并手工研磨10~20min；

（2）將研磨之后的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫8~12h，然后調(diào)節(jié)溫度為160~200℃，開始晶化，晶化時間為10~20h；

（3）晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；

（4）將步驟（3）獲得的分子篩原粉在550-600℃下焙燒，焙燒3~5h，得到AEL型磷酸硅鋁分子篩粉末；

所述鋁源為異丙醇鋁，以Al₂O₃計；磷源為磷酸或亞磷酸，以P₂O₅計；氟源為氫氟酸或氟化銨，以F計；模板劑為二正丙胺或二異丙胺；硅源為氣相二氧化硅、納米二氧化硅或硅溶膠，以SiO₂計；

所述反應初始混合物的特定摩爾比為：Al₂O₃:P₂O₅:F:SiO₂:DPA/DIPA為：1:（0.8~1.2）:

1:（0.1~0.4）:（0.1~0.3）。

以上所述的合成方法，合成AEL型磷酸硅鋁分子篩經(jīng)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測試，其硅元素含量分布在3wt%~10wt%范圍內(nèi)。

以上所述的合成方法，合成AEL型磷酸硅鋁分子篩過程中沒有水和其它溶劑的引入，并且晶化反應在低模板劑用量條件下進行。

以下的實施例對本發(fā)明做進一步說明，但具體實施操作并不局限于實施例中。

實施例1：

將反應原料異丙醇鋁、磷酸、氫氟酸、二正丙胺和氣相二氧化硅按照比例1Al₂O₃:1P₂O₅:1F:0.4SiO₂:0.2DPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨20min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫8h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為12h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒3h，得到硅含量為7.21wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例2：

將反應原料異丙醇鋁、磷酸、氫氟酸、二異丙胺和納米二氧化硅按照比例1Al₂O₃:1P₂O₅:1F:0.2SiO₂:0.2DIPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨20min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫8h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為12h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒3h，得到硅含量為4.56wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例3：

將反應原料異丙醇鋁、亞磷酸、氫氟酸、二異丙胺和納米二氧化硅按照比例1Al₂O₃:1.2P₂O₅:1F:0.4SiO₂:0.3DIPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨10min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫8h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為12h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在600℃下焙燒，焙燒5h，得到硅含量為9.14wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例4：

將反應原料異丙醇鋁、磷酸、氫氟酸、二正丙胺和硅溶膠按照比例1Al₂O₃:0.8P₂O₅:1F: 0.1SiO₂:0.1DPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨10min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫12h；調(diào)節(jié)溫度為200℃，開始晶化，晶化時間為20h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒5h，得到硅含量為3.27wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例5：

將反應原料異丙醇鋁、磷酸、氫氟酸、二正丙胺和氣相二氧化硅按照比例1Al₂O₃:1P₂O₅:1F:0.4SiO₂:0.3DPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨15min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫10h；調(diào)節(jié)溫度為200℃，開始晶化，晶化時間為20h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒5h，得到硅含量為8.43wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例6：

將反應原料異丙醇鋁、磷酸、氟化銨、二異丙胺和氣相二氧化硅按照比例1Al₂O₃:0.8P₂O₅:1F:0.2SiO₂:0.2DIPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨15min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫10h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為12h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒4h，得到硅含量為3.86wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例7：

將反應原料異丙醇鋁、亞磷酸、氟化銨、二異丙胺和硅溶膠按照比例1Al₂O₃:1.2P₂O₅:1F:0.4SiO₂:0.3DIPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨20min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫10h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為20h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒4h，得到硅含量為8.81wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例8：

將反應原料異丙醇鋁、亞磷酸、氟化銨、二正丙胺和氣相二氧化硅按照比例1Al₂O₃:1.2P₂O₅:1F:0.2SiO₂:0.2DPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨15min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫12h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為12h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒4h，得到硅含量為4.37wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例9：

將反應原料異丙醇鋁、磷酸、氟化銨、二異丙胺和硅溶膠按照比例1Al₂O₃:0.8P₂O₅:1F: 0.4SiO₂: 0.3DIPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨10min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫12h；調(diào)節(jié)溫度為180℃，開始晶化，晶化時間為20h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒4h，得到硅含量為5.84wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。

實施例10：

將反應原料異丙醇鋁、亞磷酸、氟化銨、二正丙胺和納米二氧化硅按照比例1Al₂O₃:0.8P₂O₅:1F:0.1SiO₂:0.3DPA精確稱量，均勻混合于研缽之中，并手工研磨10min；將研磨之后呈現(xiàn)固體粉末狀的前驅(qū)物置于小型反應釜中進行活化預處理，在80℃環(huán)境下恒溫12h；調(diào)節(jié)溫度為200℃，開始晶化，晶化時間為20h；晶化反應結(jié)束自然冷卻至室溫，依次使用去離子水和丙酮離心洗滌，直至上層液澄清為止，在110℃下干燥150min，得到分子篩原粉；分子篩原粉在550℃下焙燒，焙燒4h，得到硅含量為3.70wt%的AEL型磷酸硅鋁分子篩。