一种可调变形貌的sapo-15分子筛合成方法
阅读说明：本技术 一种可调变形貌的sapo-15分子筛合成方法 (SAPO-15 molecular sieve synthesis method capable of adjusting morphology ) 是由 魏晓娜 李文双 王闯 刘志强 陈诗通 袁龙 李丽 尹冬雪 周玖玲 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可调变形貌的SAPO-15分子筛合成方法,包括以下步骤：将铝源、模板剂、磷源和硅源依次分散到水中,搅拌形成均匀初始凝胶混合物；室温下搅拌进行老化；将所得的均匀凝胶移入带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜中,进行晶化反应；待晶化结束后,将合成釜冷却至室温,所得的产物经过过滤洗涤、干燥,即得产品。本发明用于合成SAPO-15分子筛的模板剂为三聚氰胺,通过改变三聚氰胺的用量或者晶化条件,即可得到不同形貌的SAPO-15分子筛。(The invention discloses a shape-adjustable SAPO-15 molecular sieve synthesis method, which comprises the following steps: sequentially dispersing an aluminum source, a template agent, a phosphorus source and a silicon source into water, and stirring to form a uniform initial gel mixture; stirring at room temperature for aging; transferring the obtained uniform gel into a stainless steel synthesis kettle with a polytetrafluoroethylene lining for crystallization reaction; and after crystallization is finished, cooling the synthesis kettle to room temperature, and filtering, washing and drying the obtained product to obtain the product. The template agent for synthesizing the SAPO-15 molecular sieve is melamine, and the SAPO-15 molecular sieves with different morphologies can be obtained by changing the using amount of the melamine or crystallization conditions.)
技术领域
本发明属于分子筛的合成与制备
技术领域
，具体涉及一种可调变形貌的SAPO-15分子筛合成方法。背景技术
20 世纪 80 年代，是微孔化合物以及分子筛材料的组成与结构向多元化发展的时代。人们最初发现和研究的沸石分子筛都是由硅铝氧元素构成的， 直到 1982年，UCC公司的科学家 Wilson 等在水热合成条件下，首次成功合成出一系列具有不同孔径、不同拓扑结构的磷酸铝分子筛，并命名为（AlPO4-n）。磷酸铝分子筛的出现，打破了传统沸石分子筛组成上的局限性，开辟了新型分子筛合成的新途径。磷酸铝分子筛骨架结构中不出现硅氧四面体，而是以铝氧四面体[AlO4]-与磷氧四面体[PO4]+严格交替连接而成，骨架呈电中性。迄今为止，人们合成的磷酸铝分子筛有近百种，骨架拓扑结构有五十多种。
由于 AlPO4-n 磷酸铝分子筛骨架呈电中性，分子筛本身无离子交换能力，且缺乏催化所需的质子酸，因此无法产生众多催化反应所需的活性中心。为解决此问题，1984 年，B. M. Lok 等进一步将硅原子成功引入到磷酸铝分子筛骨架之中，得到了相应的 SAPO-n系列分子筛。
专利US20060147364A1和文献（Narayanan V . Synthesis andcharacterization of SAPO-15 molecular sieve using hexamethylenetetraminetemplate. Journal of the Indian Chemical Society, 2004）以六次甲基四胺为模板剂合成了硅磷酸铝分子筛SAPO-15；专利CN201810482429.7公开了一种选择性合成SAPO-15和SAPO-34分子筛的方法，该方法是在合成SAPO-34分子筛的基础上，仅增加一种添加剂并控制添加剂的用量，即可选择性合成纯相SAPO-15分子筛。
综上可见，关于SAPO-15分子筛的研究报道很少，该分子筛的合成技术开发工作还很欠缺。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种可调变形貌的SAPO-15分子筛合成方法，本发明用于合成SAPO-15分子筛的模板剂为三聚氰胺，通过改变三聚氰胺的用量或者晶化条件，即可得到不同形貌的SAPO-15分子筛。
为解决上述技术问题，本发明提供一种可调变形貌的SAPO-15分子筛合成方法，包括以下步骤：
将铝源、磷源、硅源和模板剂三聚氰胺依次分散到水中，搅拌形成均匀初始凝胶混合物；
室温下搅拌进行老化；
将所得的均匀凝胶移入合成釜中，进行晶化反应，晶化温度为180-190℃；
待晶化结束后，将合成釜冷却至室温，所得的产物经过过滤洗涤、干燥，即得产品。
优选地，所述凝胶混合物中各原料的摩尔比为铝源：磷源：硅源：模板剂：H2O =（0.8-1. 2）：（0.8-1.2）：（0.1-0. 6）：（0.3-3）：（40-100）；所述铝源以Al2O3计，所述磷源以P2O5计，所述硅源以SiO2计。
优选地，所述铝源为拟薄水铝石。
优选地，所述磷源为磷酸。
优选地，所述硅源为硅溶胶。
优选地，室温下搅拌进行老化的时间为16小时。
优选地，所述晶化反应的时间为48小时。
优选地，所述过滤洗涤为抽滤洗涤，干燥条件为110℃烘箱烘干过夜。
优选地，所述合成釜为带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜。
本发明所达到的有益效果：
本发明提供了一种可调变形貌的SAPO-15分子筛合成方法，本发明用于合成SAPO-15分子筛的模板剂为三聚氰胺，通过改变三聚氰胺的用量或者晶化条件，即可得到不同形貌的SAPO-15分子筛，为SAPO-15分子筛的研究提供了一种方法。
附图说明
图1为本发明实施例1～5得到的SAPO-15分子筛的XRD图谱；
图2为本发明实施例1得到的SAPO-15分子筛形貌结构的SEM图；
图3为本发明实施例2得到的SAPO-15分子筛形貌结构的SEM图；
图4为本发明实施例3得到的SAPO-15分子筛形貌结构的SEM图；
图5为本发明实施例4得到的SAPO-15分子筛形貌结构的SEM图；
图6为本发明实施例5得到的SAPO-15分子筛形貌结构的SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
分别称取8.93 g拟薄水铝石、17.09 g磷酸、2.43 g硅溶胶、10 g三聚氰胺依次分散到69.2 g去离子水中，室温搅拌16 h至形成均匀的凝胶。将所得的凝胶移入150 mL的带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜中，经过60 min升温至190℃，在此温度下晶化48 h。待晶化结束后，将合成釜冷却至室温。所得的产物进行抽滤洗涤，置于在110℃烘箱烘干过夜，即得SAPO-15分子筛原粉。扫描电镜结果如图2所示。
实施例2
分别称取8.93 g拟薄水铝石、17.09 g磷酸、2.43 g硅溶胶、8 g三聚氰胺依次分散到69.2 g去离子水中，室温搅拌16 h至形成均匀的凝胶。将所得的凝胶移入150 mL的带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜中，经过60 min升温至190℃，在此温度下晶化48 h。待晶化结束后，将合成釜冷却至室温。所得的产物进行抽滤洗涤，置于在110℃烘箱烘干过夜，即得SAPO-15分子筛原粉。扫描电镜结果如图3所示。
实施例3
分别称取8.93 g拟薄水铝石、17.09 g磷酸、2.43 g硅溶胶、6 g三聚氰胺依次分散到69.2 g去离子水中，室温搅拌16 h至形成均匀的凝胶。将所得的凝胶移入150 mL的带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜中，经过60 min升温至190℃，在此温度下晶化48 h。待晶化结束后，将合成釜冷却至室温。所得的产物进行抽滤洗涤，置于在110℃烘箱烘干过夜，即得SAPO-15分子筛原粉。扫描电镜结果如图4所示。
实施例4
分别称取8.93 g拟薄水铝石、17.09 g磷酸、2.43 g硅溶胶、10 g三聚氰胺依次分散到69.2 g去离子水中，室温搅拌至形成均匀的凝胶。将所得的凝胶移入150 mL的带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜中，经过60 min升温至185℃，在此温度下晶化48 h。待晶化结束后，将合成釜冷却至室温。所得的产物进行抽滤洗涤，置于在110℃烘箱烘干过夜，即得SAPO-15分子筛原粉。扫描电镜结果如图5所示。
实施例5
分别称取8.93 g拟薄水铝石、17.09 g磷酸、2.43 g硅溶胶、10 g三聚氰胺依次分散到69.2 g去离子水中，室温搅拌16 h至形成均匀的凝胶。将所得的凝胶移入150 mL的带聚四氟乙烯内衬的不锈钢合成釜中，经过60 min升温至180℃，在此温度下晶化48 h。待晶化结束后，将合成釜冷却至室温。所得的产物进行抽滤洗涤，置于在110℃烘箱烘干过夜，即得SAPO-15分子筛原粉。扫描电镜结果如图6所示。
从实施例1-5的扫描电镜图可以看出，三聚氰胺的用量和晶化温度对形貌的影响是非常显著的，当三聚氰胺的用量过高时，所合成的SAPO-15分子筛的形貌为片状堆积而成的菱形，如图2所示；当减少三聚氰胺的用量时，形貌变为了趋于表面较光滑的斜立方体，如图3所示；当进一步减少三聚氰胺的用量时，SAPO-15分子筛形貌又发生了显著的变化，变成了表面光滑的多面体结构，如图4所示。将三聚氰胺用量过高合成SAPO-15分子筛的晶化温度由190℃改为185℃，片状堆积形成的菱形形貌变成了多面体结构形貌，表面不是很平整，如图2和5所示；将晶化温度改为180℃时，所合成的SAPO-15分子筛形貌大部分为斜立方体结构，但有少量的杂晶，如图6所示。
另外，三聚氰胺的用量也会影响不同晶面的生长。从XRD表征结果可以明显看出，不同三聚氰胺的用量所合成的SAPO-15分子筛所显示的特征峰的强度是不一样的（如图1中实施例1-3），因为XRD中不同的特征峰对应着不同晶面，所以，三聚氰胺的用量会影响SAPO-15分子筛的不同晶面生长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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