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CN115231583B - 一种eri骨架单晶分子筛及其制备方法和应用 - Google Patents

一种eri骨架单晶分子筛及其制备方法和应用 Download PDF

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CN115231583B CN202110436914.2A CN202110436914A CN115231583B CN 115231583 B CN115231583 B CN 115231583B CN 202110436914 A CN202110436914 A CN 202110436914A CN 115231583 B CN115231583 B CN 115231583B
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Abstract

本发明涉及一种ERI骨架单晶分子筛及其制备方法和应用。本发明的ERI骨架单晶分子筛为整体单晶形貌呈六棱柱状;单晶形貌中存在大孔,大孔直径为100nm‑300nm。本发明采用以AFI结构分子筛为前驱体,在模板剂R存在下转晶而制得,所述R为N,N,N’,N’‑四甲基己二胺。本发明制备出了多级孔、ERI骨架单晶分子筛。其制备过程简单,省去常规后处理制取多级孔的步骤,节约能源、人力、时间等成本,具有很好的工业应用价值。

Description

一种ERI骨架单晶分子筛及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种ERI骨架单晶分子筛及其制备方法和应用,特别是一种具有多级孔的ERI骨架单晶分子筛及其制备方法和应用。
背景技术
1954年美国联合碳化物公司首次开发出人工合成的沸石分子筛,自此以后各种沸石分子筛的合成和应用得到迅猛发展。1982年该公司的Wilson S.T.与Flanigen E.M.等又成功地开发出一个全新的分子筛家族------磷酸铝AlPO4-n(n为编号),这在分子筛发展史上是一个重要的里程碑,打破了以往人们所熟知的沸石分子筛由硅氧四面体和铝氧四面体组成的传统观念。由于三价铝离子和三价磷酸根化合而得到的AlPO4分子筛呈电中性,表面酸性很弱,没有离子交换性,因而缺少催化反应所需的所谓的“活性中心”。1984年,Lok等人将四价的Si元素引入AlPO4分子筛骨架中,合成出一系列具有一定酸性的磷酸硅铝分子筛(SAPO)。SAPO-17分子筛是一种毛沸石结构分子筛,属于ERI结构型类的小孔分子筛(ActaCrystallogr.,C42,283-286(1986))。该结构具有三维八元环孔道,有效孔径约为0.36×0.51nm,可以用于制备高CO2分离性能的膜分离材料(Journal of Membrane Science 520(2016)507-514),用于天然气和烟道气中分离CO2气体。另外,由于其孔道小、比表面积高且有着适中的布朗斯特酸中心,在MTO反应中应该具有很好的催化效果,可以高收率地得到低碳烯烃,且具有较高的乙烯/丙烯比(Natural Gas ConversionⅡ1994 Elsevier ScienceB.V.393-398),鉴于此,对于ERI骨架的合成具有重要的意义。
另外,由于微孔分子筛的孔径相对较小,作为催化剂时常常限制了反应体系的传质和传热,进而影响催化剂的活性和寿命,而这个不足可以通过减小晶体尺寸和调变晶体孔结构来进一步克服,合成纳米小晶粒、纳米薄片状晶粒等引起广大科研工作者的极大兴趣。一般地,孔道的尺寸范围在2nm以下的称为微孔(micropore),孔道尺寸范围在2-50nm间的称为介孔(mesopore),孔道的尺寸大于50nm的称为大孔,含有两种或三种孔道尺寸且彼此之间相互连通的材料被称为多级孔材料。多级孔分子筛(催化剂)融合了分子筛(催化剂)本身所具有的微孔性质及介孔和(或)大孔体系自身可以促进反应体系中客体分子更加容易接近活性中心及更易转移和扩散,大大提高了催化剂的反应活性、寿命、选择性等,因而提高了催化剂的利用效率,降低了能耗,节约原材料、节约成本等(DOI:10.1021/acs.chemrev.0c00016),因此合成具有多级孔SAPO-17分子筛具有极其重要的现实意义。
美国专利US 4440871实施例25以奎宁环(quinuclidine)为模板剂,溶胶配比为0.6SiO2:1.3Al2O3:1P2O5:60H2O,200℃条件下338小时得到含少量杂质的SAPO-17(其XRD衍射峰在2θ=7.75,13.4,15.55,20.6,40.0,40.3及52.3处出现未知杂质峰)。实施例26中以环己胺为模板剂,以异丙醇铝和磷酸为铝源和磷源,硅溶胶为硅源,溶胶配比为1.0CHA:0.1SiO2:Al2O3:P2O5:50H2O,在200℃下晶化50小时,得到含少量杂质的SAPO-17。
JOSEPH J.(Acta Cryst.(1986).C42,283-286)向磷酸铝溶胶中加入哌啶(piperidine)作为合成AlPO-17的模板剂,200℃条件下晶化一周,得到六棱柱状(0.018×0.16mm)AlPO-17,但含有少量方沸石和AlPO4-15。
美国专利US4778780(1988)以N,N,N,N’,N’,N’-六甲基氢氧化己二铵为模板剂,180℃下晶化4天,制得纯净的SAPO-17。Qiuming Gao等(J.CHEM.SOC.,CHEM.COMMUN.,1994,1465-1466),以甲胺为模板剂,异丙醇铝和磷酸为铝源和磷源,在非水体系中1.0A12O3:1.8P2O3:13.4MeNH2:13.4MeOH:88.0ethyleneglycol.180℃条件下晶化5天,成功合成了AlPO-17。Qingling Liu等(Chem Sus Chem 2011,4,91–97)以新戊胺为模板剂,异丙醇铝和磷酸为铝源和磷源,溶胶配比Al2O3:P2O5:neopentylamine:H2O=1:2:4:150,在180℃下晶化48h,得到纯净的用于分离CO2的AlPO-17。
韩淑芸等(《高等化学学报》,1988年8月,第9卷,838-840)以环己胺为模板剂,以氢氧化铝、异丙醇铝为铝源,以正硅酸乙酯、白炭黑、硅溶胶为硅源进行晶化研究,在给定温度下(150℃-200℃),优选以氢氧化铝和白炭黑为铝源和硅源,可以制得长约62μm的SAPO-17六方棱柱状晶体。李满枝等(化工新型材料》,2015年4月,第43卷第4期,166-168.),以环己胺为模板剂、硅溶胶为硅源、异丙醇铝为铝源,溶胶配比为0.11(SiO2):1(Al2O3):1(P2O5):1(CHA):50(H2O),200℃下,晶化4天,合成出无结晶态杂质的SAPO-17。徐军(天津化工,2016年5月,第30卷第3期,17-19)等以拟薄水铝石为铝源,磷酸为磷源,硅溶胶为硅源,环己胺为模板剂,氢氟酸为氟源,原料配比为1Al2O3:1P2O5:0.3SiO2:1CHA:1HF:40H2O,200℃晶化72h,合成出纯净的SAPO-17分子筛。Xiaona Liu等(Chinese Journal of Catalysis 41(2020),1715–1722)以环己胺为模板剂,通过添加沸石分子筛(提供硅源)合成SAPO-17。
王亚培等(现代化工,2018年5月,第38卷第5期,159-163)在加入HF后再添加适量KCl,在优化的实验条件下:1Al2O3:1P2O5:0.1SiO2:1.1CHA:50H2O:0.9HF:0.01KCl,200℃下晶化12h-72h,可以稳定合成纯净的SAPO-17。
中国专利CN106241830A(2014)公开了以和SAPO-17具有相同骨架结构的纳米T型分子筛作为合成SAPO-17分子筛的晶态硅源,合成出高结晶度的亚微米的SAPO-17分子筛晶体。
从以上公开的内容可以看出,在SAPO-17的合成中存在以下问题:
1、容易伴生杂相,不易得到纯净的ERI骨架分子筛晶体;
2、硅铝比例较低,不能突破0.1,即0≤SiO2/Al2O3≤0.1;
3、所得晶体颗粒相对较大,且大小均一度不易控制;
4、为得到多级孔材料,一般需要经过酸、碱等后处理。
为适应SAPO-17或AlPO-17的工业应用,纯相、多级孔、在较大含量范围内硅含量可调的ERI骨架分子筛的合成成为现有技术中亟待解决的重要问题。
发明内容
鉴于现有技术之不足,本发明第一个目的在于提供一种多级孔ERI骨架单晶分子筛;本发明第二目的是提供一种多级孔ERI骨架单晶分子筛的制备方法。本发明第三目的是提供一种多级孔ERI骨架单晶分子筛的应用。
本发明的发明人经研究发现,以AFI结构分子筛为前驱体,以N,N,N’,N’-己二胺为模板剂进行转晶时,可以快速制备具有多级孔、ERI结构的单晶分子筛,这样就一次性地解决了以上提及的几个方面的问题。
本发明第一方面在于提供一种ERI骨架单晶分子筛,所述分子筛为整体单晶形貌呈六棱柱状;单晶形貌中存在大孔,大孔直径为100nm-300nm。
进一步地,所述ERI骨架单晶分子筛BET面积为410-490cm2/g,优选为410-460cm2/g。
进一步地,所述六棱柱状形貌,其直径为0.8-1.5μm,优选1.1-1.5μm、长为3-7μm。
所述ERI骨架单晶分子筛硅铝物质的量比为:0≤SiO2/Al2O3≤0.2,优选0≤SiO2/Al2O3≤0.18,进一步优选为0.02≤SiO2/Al2O3≤0.1。
本发明分子筛中的大孔与分子筛固有孔道共同构成了多级孔结构。
本发明另一方面在于提供一种ERI骨架单晶分子筛的制备方法,采用以AFI结构分子筛为前驱体,在模板剂R存在下转晶而制得ERI骨架单晶分子筛,所述R为N,N,N’,N’-四甲基己二胺。
进一步地,所述ERI骨架单晶分子筛制备方法,包括以下步骤:
1)模板剂R与水充分混合,得到混合液Ⅰ;
2)搅拌下向混合液Ⅰ中加入AFI结构分子筛,得到混合液Ⅱ;
步骤1)或步骤2)中可选择性加入ERI晶种和/或选择性添加磷酸和/或氢氟酸溶液作为添加剂;其中混合液Ⅱ中各物质的质量比为:
5AFI:(2.1-4.3)R:(0-0.1)ERI:(0-0.5)H3PO4:(0-0.1)HF:(15-30)H2O;
3)将步骤2)所得混合液Ⅱ进行晶化处理,得到ERI骨架单晶分子筛。
进一步地,所述ERI晶种加入量优选为5AFI:(0.03-0.1)ERI。所述ERI晶种为具有ERI结构的分子筛或T型分子筛,优选SAPO-17。
进一步地,所述AFI结构分子筛选自SAPO-5和/或AlPO-5分子筛。AFI的量以磷酸铝或磷酸硅铝计。
进一步地,所述AFI结构分子筛硅铝物质的量比高达0.2,即0≤SiO2/Al2O3≤0.2。
进一步地,步骤2)中加入AFI结构分子筛后优选室温下搅拌2h-4h。
进一步地,所述晶化处理的条件如下:晶化温度范围:190-210℃,优选为195℃-205℃,晶化时间:1h-60h,优选2-48h。所述晶化在聚四氟乙烯为内衬的晶化釜中进行,优选采用动态晶化方式。
进一步地,晶化后优选经过干燥和焙烧过程,所述干燥和焙烧过程采用常规操作。所述干燥条件为:温度为50-120℃,优选80-100℃,干燥时间为10-30h,优选12-24h;所述焙烧条件为焙烧温度为450-650℃,优选为500-600℃,焙烧时间为3-10h,优选为4-6h。
本发明第三方面在于提供一种前述ERI骨架单晶分子筛作为吸附剂或者催化剂组分的应用。
本发明以AFI骨架结构分子筛为前驱体,以NNN’N’-四甲基己二胺为模板剂,较好地解决了现有技术之不足,制备出了具有多级孔的ERI骨架单晶分子筛。本发明所述的ERI骨架单晶分子筛制备过程简单、原料易得、重复性好可用于实际工业生产中作为吸附剂或催化剂组分,如可以用于二氧化碳吸附分离、MTO等反应中。使用本发明技术手段,可以一次性解决目前合成中容易伴生杂相、硅铝(SiO2/Al2O3)比例范围较窄无法获得高硅铝比例分子筛以及需经后处理才能得到多级孔等问题,节约原材料、节约能源、时间等成本,具有很好的工业应用前景。
附图说明
图1:投料比为0.06的前驱体SAPO-5的XRD图;
图2:投料比为0.06的前驱体SAPO-5的SEM图;
图3:晶种SAPO-17的XRD图;
图4:晶种SAPO-17的SEM图;
图5:实施例1所制备分子筛的XRD图;
图6:实施例1所制备分子筛的SEM图;
图7:实施例1所制备分子筛的N2等温吸附图;
图8:实施例1所制备分子筛的压汞数据图;
图9:实施例1所制备分子筛的大孔孔径分布图;
图10:实施例4所制备分子筛的XRD图;
图11:实施例4所制备分子筛的SEM图;
图12:实施例7所制备分子筛的XRD图;
图13:实施例7所制备分子筛的SEM图;
图14:对比例1所制备分子筛的XRD图;
图15:对比例1所制备分子筛的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述和说明,但应理解本发明保护范围并不受具体实施例的限制。实施例中各种性质所用测试设备及条件如下:
XRD:采用荷兰帕纳科公司PANalytical X’Pert PRO型X-射线粉末衍射仪分析样品的物相,(光管:转靶Cu靶,电压电流:40KV*40mA),2θ扫描范围:2~50°,扫描速度为7°·min-1
SEM:采用日本FEI公司Hitachi S-4800高分辨率扫描电子显微镜分析晶体形貌。放大倍数:40~1000000x,加速电压3.0KV。
ICP-AES:采用美国瓦里安公司VarianAnalytical 725-ES型电感耦合等离子体发射光谱仪分析样品中的元素比。
N2吸附-脱附:采用美国麦克仪器公司的ASAP2020M TriStar 3000型全自动比表面及孔隙度分析仪在77K下测定样品的N2吸附-脱附等温线,可测孔径范围:比表面积:≥0.01m2/g(N2吸附),表面积:≥0.0001m2/g(Kr吸附)。采用t-plot方法计算微孔孔容和比表面积。
大孔分析:采用压汞型孔径分析仪Pascal 140/240(Thermo Electron);技术指标:Pascal140低压压汞仪孔径尺寸:116~3.8μm压力范围:0.1~400KPa。Pascal 240高压压汞仪孔径尺寸:15~0.0074μm最大压力:200MPa。
前驱体AFI的制备:
硅铝投料比为0.1(SiO2/Al2O3摩尔比为0.1)的SAPO-5的具体制备过程:称取188g水,搅拌下加入30.2g拟薄水铝石,然后加入46.12g磷酸,70℃水浴加入搅拌2h,搅拌下加入3.25g Ludox-40%,搅拌均匀后加入24.28g三乙胺,继续搅拌2h,然后转移至晶化釜,200℃下晶化30h。取出急冷,离心、洗涤(重复2-3次),烘干,备用。在其他条件不变只改变硅的含量的情况下,可以制得0-0.2硅铝比例的SAPO-5分子筛,80℃烘干备用。图1给出了投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的前驱体SAPO-5的XRD图;图2给出了投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的前驱体SAPO-5的SEM图。
SAPO-17晶种的制备:
称取30g水,加入11.53g磷酸,搅拌均匀后加入7.2g拟薄水铝石,充分搅拌后加入0.4gLudox-40%和10g水的混合物,然后加入5g环己胺和2.5g三乙胺与20g水的混合物,搅拌一定时间。然后放入210℃旋转烘箱,晶化20h。取出、离心分离、洗涤干燥,550℃下焙烧6h,备用。图3给出了晶种SAPO-17的XRD图;图4给出了晶种SAPO-17的SEM图。
为方便描述以下实施例中所述模板剂均为N,N,N’,N’-四甲基己二胺。
【实施例1】
称取25g水,加入4.3g模板剂,充分溶解后加入5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.03的未焙烧的SAPO-5分子筛前驱体,充分混合,室温搅拌3h;搅拌下加入0.25g,40%的HF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化45h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.02,BET面积为:457cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
图5给出了本实施例所制备分子筛的XRD图;图6给出了该分子筛的SEM图;图7给出了该分子筛的N2等温吸附图;图8给出了该分子筛的压汞数据图;由图8可以看出分子筛中存在大孔。图9给出了该分子筛的大孔孔径分布图。
【实施例2】
称取25g水,加入4.3g模板剂,充分溶解后加入5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.03的未焙烧的SAPO-5分子筛前驱体和0.05gSAPO-17原粉,室温搅拌3h。搅拌下向混合液中加入0.25g,40%的HF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化42h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.06,BET面积为:440cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例3】
称取25g水,加入4.3g模板剂和0.03g SAPO-17原粉,充分混合后加入5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.1的未焙烧的SAPO-5前驱体,室温搅拌3h;搅拌下加入0.25g,40%的HF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化36h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.09,BET面积为:449cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例4】
称取25g水,加入4.3g模板剂和0.05gSAPO-17焙烧原粉,充分混合后加入5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.2的未焙烧的SAPO-5分子筛前驱体,室温搅拌3h,搅拌下加入0.25g,40%的HF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化40h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.17,BET面积为:456cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例5】
称取25g水加入,加入0.5g磷酸,4.3g模板剂和0.1gAlPO-17焙烧原粉,充分混合后加入5g未焙烧的AlPO-5分子筛前驱体,室温搅拌3h,搅拌下加入0.1g,40%的HF溶液,搅拌均匀后的混合液III;然后把混合液III转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化40h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0,BET面积为:415cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例6】
称取15g水,加入4.3g模板剂,5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的未焙烧的SAPO-5分子筛前驱体,充分混合后加入0.05gSAPO-17原粉,室温搅拌5h;搅拌下加入0.25gHF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化12h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.056,BET面积为:435cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例7】
称取15g水加入,4.3g模板剂和0.05gSAPO-17原粉,搅拌均匀后加入5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的未焙烧的分子筛前驱体,室温搅拌3h,然后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入210℃旋转烘箱,此温度下晶化12h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.057,BET面积为:425cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例8】
称取20g水加入,加入0.5g磷酸,5g硅铝投料比为0.06的未焙烧SAPO-5分子筛前驱体,充分混合后加入4.3g模板剂,室温搅拌3h;搅拌下加入0.25gHF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入210℃旋转烘箱,此温度下晶化2h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.058,BET面积为:430cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例9】
称取20g水加入,加入0.5g磷酸,5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的未焙烧SAPO-5分子筛前驱体,充分混合后加入4.3g模板剂,室温搅拌3h;搅拌下加入0.25gHF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入190℃旋转烘箱,此温度下晶化48h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.054,BET面积为:442cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例10】
称取15g水,加入2.2g模板剂,搅拌均匀后加入5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的未焙烧SAPO-5分子筛前驱体,充分混合后加入0.05gSAPO-17焙烧原粉,室温搅拌3h;搅拌下加入0.25gHF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化36h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.028,BET面积为:433cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【实施例11】
称取15g水加入,加入0.2g磷酸,5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.06的550℃焙烧4h的SAPO-5分子筛前驱体,充分混合后加入4.3g模板剂,室温搅拌3h;搅拌下加入0.25gHF溶液,搅拌均匀后转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化36h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,即可得到多级孔、ERI骨架单晶分子筛。SiO2/Al2O3=0.059,BET面积为:448cm2/g;压汞大孔分布:100nm-300nm。单晶为六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm左右、长为3-7μm。
【对比例1】
称取25g水加入,5g硅铝投料比(SiO2/Al2O3摩尔比)为0.03的未焙烧的SAPO-5分子筛前驱体,充分混合后得混合液I;然后向混合液I中加入2.5g环己胺,室温搅拌4h,得混合液II;搅拌下向合液II中加入0.25gHF溶液,搅拌均匀后得混合液III;然后把混合液III转移至聚四氟乙烯内衬的晶化釜中,放入200℃旋转烘箱,此温度下晶化24h,取出,急冷、离心、洗涤干燥,得到低角度有衍射峰的以SAPO-17为主的分子筛,且所得SAPO-17的形貌并非多孔。

Claims (13)

1.一种ERI骨架单晶分子筛的制备方法,其中,所述分子筛为整体单晶形貌呈六棱柱状;单晶形貌中存在大孔,大孔直径为100nm-300nm,所述制备方法采用以AFI结构分子筛为前驱体,在模板剂R存在下转晶而制得ERI骨架单晶分子筛,所述R为N,N,N’,N’-四甲基己二胺;所述制备方法包括以下步骤:
1)模板剂R与水充分混合,得到混合液Ⅰ;
2)搅拌下向混合液Ⅰ中加入AFI结构分子筛,得到混合液Ⅱ;
步骤1)或步骤2)中可选择性加入ERI晶种和/或选择性添加磷酸和/或氢氟酸溶液作为添加剂;其中混合液Ⅱ中各物质的质量比为:
5AFI:(2.1-4.3)R:(0-0.1)ERI:(0-0.5)H3PO4:(0-0.1)HF:(15-30)H2O;
3)将步骤2)所得混合液Ⅱ进行晶化处理,得到ERI骨架单晶分子筛;
所述AFI结构分子筛选自SAPO-5和/或AlPO-5分子筛;
所述晶化处理的条件如下:晶化温度为190-210℃;晶化时间为1h-60h。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述ERI晶种加入量为5AFI:(0.03-0.1)ERI。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述ERI晶种为具有ERI结构的分子筛或T型分子筛。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述ERI晶种为SAPO-17。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述AFI结构分子筛硅铝物质的量比0≤SiO2/Al2O3≤0.2。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述晶化处理的条件如下:晶化温度为195℃-205℃;晶化时间为2-48h。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述ERI骨架单晶分子筛的BET面积为410-490cm2/g。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述ERI骨架单晶分子筛的BET面积为410-460cm2/g。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述ERI骨架单晶分子筛为六棱柱状形貌,其直径为0.8-1.5μm、长为3-7μm。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述六棱柱状形貌,其直径为1.1-1.5μm。
11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述ERI骨架单晶分子筛硅铝物质的量比为:0≤SiO2/Al2O3≤0.2。
12.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述ERI骨架单晶分子筛硅铝物质的量比为:0≤SiO2/Al2O3≤0.18。
13.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述ERI骨架单晶分子筛硅铝物质的量比为:0.02≤SiO2/Al2O3≤0.1。
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