磷铝分子筛合成研究的新进展

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1、磷铝分子筛合成研究的新进展摘要：综述了磷铝分子筛的合成方法，着重介绍了近儿年来制备磷铝分子筛的新型合成方法，包括干凝胶法(气相转移法和干胶法)、微乳合成法、离子热等，并与传统的水热合成法进行了比较。关键词：磷铝分+筛；干凝胶法，微乳合成法；离子热磷铝分子筛(AlPO4--n)是由A1044面体与PO44面体严格交替组成的、具有微孔结构的分子筛。其骨架呈电中性，不具有离子交换性，表面酸性很弱［1’2］。将主族金屌、过渡金屈以及非金诚等杂原子引入磷铝分子筛伢架屮，能调节其酸性、氧化性等性能，用于二甲苯异构化、烃类选择性氧化、苯酚羟基化等多种应，因而越來越受到人们的

2、关注

3、31。长期以来，水热法是合成磷铝分子筛的主要方法，在模板剂的作用下，将铝源、磷源和杂原子原料共同水热晶化。20世纪90年代初，徐如人等［4］首次将有机溶剂热合成方法引入磷酸铝晶化体系，使用的溶剂主耍冇二醇和醇类化合物，合成出了已知结构、不同孔径的A1POU—5、AlPot4—11和A1PO4—21分子筛。为了节省合成吋间，加快晶化速度，人们将微波技术应用到分子筛的合成中

4、51。研究结果表明，微波辐射法可极大地改善产品的物化性能，得到纯度高、结晶度好、粒度均一且小的分子筛。近儿年来，人们乂和继开发了一些新型的合成方法，如于凝胶法(气相转移法和干胶法)、微乳

5、合成法、离子热、超增溶S组装法合、原位水热法等，本文对此进行综述。1干凝胶法干凝胶(DGC)法首先将合成原料制备成凝胶，然后将凝胶置于反应釜屮部，同时在釜底加入水或有机胺与水的混合液作为液和部分，反应过程中凝胶在蒸汽的作用下，转化为分子筛。与水热法相比，DGC法有着明显的优势,61：可以大大减少宥机模板剂的使用量；省去产品与母液分离的繁杂步骤；不会产生大量废液，对环境友好。干凝胶法一般分为两类：一类是冇机胺模板剂为易挥发物质，则凝胶是在水与有机胺蒸气的作用下晶化，称为气相转移(VPT)法；另一类，如有机胺为难挥发物质，则制备凝胶时，应同时加入有机胺，凝胶在纯水

6、蒸汽气氛屮制备分子筛，称为干胶(SAC)法。李晋平171等分别以三乙胺和二正丙胺为模板剂，用HF—A12O3—P205—H2O制成凝胶，液相为宥机胺和水的混合液，VPT法合成了A1PO4—5和A1PO4一11分子筛。F"的加入起了络合作用，促进A1的转化。韶晖等l8j采用气相转移(VPT)法合成具有AEL结构的锰掺杂的磷铝分子筛(MnAPO-ll)o考察了晶化温度、晶化时问、模板剂的添加方式和干胶组成等对MnAPO-11分子筛合成的影响，并采用x射线衍射(xRD)、扫描电镜(SEM)、N2低温I吸附(BET)和傅立叶红外光进(FT-IR)等手段对样品进行了表征

7、。结粜表明，釆用VPT法合成MnAPO-11分子筛的品化时间长于水热(HTS)法，且品化温度略高，合成MnAPO-11分子筛的比表面积较HTS法的大。干胶屮MnO与A12O3物质的量之比为0.00〜015,二异丙胺与A12O3物质的量之比为1〜2,晶化时

8、句12〜24h,晶化温度160〜200°C，所合成的MnAPO-11分子筛结晶度高。采用VPT法，以二异丙胺为模扳剂合成的MnAPO-11单个品体为条梓状，以二正丙胺为模扳剂，合成MnAPO-11团聚呈花瓣。Chen19^研究了VPT和SAC法合成A1PO4-11的过程，指出干胶首先转变为中问体半晶体，然后合

9、成为AIPO4—11分子筛。半晶体有着与AEL和类似的三维结构，Reman光谱显示其为10元环孔道结构。Saha等［1()］采用干胶法，以三乙胺为模板剂，^2+部分取代Al3+合成了MgAPO—5分了筛，系统地研究了凝胶组成对合成产物的影响。结果表明，当凝胶中0.025

10、，致使品胞参数发生了改变。他们还将干胶法与传统的水热法相比较，得出：水热法形成晶体的速度比干胶法快，产率却低于干胶法；在相同条件下，干胶法可制得纯的MgAPO—5分子筛，而水热法则生成MgAPO一5和MgAPO—34的混合晶体。随后，他们乂将此方法［11’12］用于合成碱土金展取代的MeAPO--5分子筛(Me=Mg，Ca,Sr，Ba),研究了凝胶组成、碱土金属含量、模板剂、水含量和晶化时间等对分•了筛合成的影响。Bandyopadhyay等U3］也采用DGC法对合成AIPO4—5、AIPO4—11>SAPO-5和SAPO--11分子筛作了研究。用这种方法，干

11、胶几乎100%转化为磷铝分子筛。另外，