[发明专利]一种金属改性SAPO-34分子筛的制备方法及其应用

说明书

本申请公开了一种金属改性SAPO‑34分子筛的制备方法，包括：将氢型SAPO‑34分子筛置于含金属离子的溶液中进行离子交换，得到所述金属改性SAPO‑34分子筛；所述含金属离子的溶液的溶剂为有机溶剂。该方法简单、高效，减少了废液的排放，符合绿色化学的原则。本申请还公开了采用该方法准备到的改性SAPO‑34分子筛的应用，其作为催化剂用于含氧化合物转化反应，如甲醇制取低碳烯烃(MTO)的反应中，能有效改变产物分布，提高反应初期的低碳烯烃选择性和乙烯选择性，达到产物选择性调控的目的。

技术领域

本申请涉及一种金属改性SAPO-34分子筛的制备方法及其应用，属于化学合成、催化剂制备领域。

背景技术

乙烯、丙烯为现代石油化工中重要的基础原料，其市场需求量不断攀升。目前，乙烯、丙烯的获取方法主要是来自原油的轻油裂解生产方法。石油面临短期内价格上涨、供应不稳等问题，同时长期内亦面临存储量有限的问题。以非石油路线制备低碳烯烃，即C1化学的研究因此受到工业界的极大关注。其中，甲醇制取低碳烯烃(MTO)，是一种理想的替代石油路线制取低碳烯烃的途径。

SAPO-34分子筛由于具有中等的酸性、良好的热稳定性和水热稳定性，和8元环孔口组成的椭球型笼结构和三维孔道结构，因此，对乙烯、丙烯具有极高的选择性，在甲醇制取低碳烯烃(MTO)反应表现出优异的催化性能。根据现有的市场需求，乙烯的需求增长、市场价格高于丙烯的需求增长、市场价格，因此，通过金属改性SAPO-34分子筛来达到调控MTO反应中乙烯、丙烯比例具有重要的工业生产意义。

目前为提高低碳烯烃选择性，常通过金属改性对SAPO-34分子筛酸性进行调变，主要通过以下途径：(1)在合成SAPO-34分子筛的凝胶过程中加入金属盐溶液，即同晶取代改性；(2)通过传统离子交换方法将金属离子交换至SAPO-34分子筛。前者的金属盐多采用价格昂贵的金属，不利于大规模工业化应用，且存在大量环境问题。而SAPO-34分子筛的传统离子交换方法主要步骤如下：(1)焙烧SAPO-34分子筛原粉，除去合成过程中使用的有机结构模板剂；(2)焙烧后的氢型SAPO-34分子筛在硝酸铵溶液中交换成铵型SAPO-34分子筛；(3)铵型SAPO-34分子筛在金属盐溶液中交换得到金属改性的SAPO-34分子筛。然而，上述离子交换方法过程繁琐、废液较多。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种金属改性SAPO-34分子筛的制备方法，该方法简单、高效，减少了废液的排放，符合绿色化学的原则。采用该方法制备得到的改性SAPO-34分子筛，作为催化剂用于含氧化合物转化反应，如甲醇制取低碳烯烃(MTO)的反应中，能有效改变产物分布，提高反应初期的低碳烯烃选择性和乙烯选择性，达到产物选择性调控的目的。

所述金属改性SAPO-34分子筛的制备方法，其特征在于，将氢型SAPO-34分子筛置于含金属离子的溶液中进行离子交换，得到所述金属改性SAPO-34分子筛；

所述含金属离子的溶液的溶剂为有机溶剂。

可选地，所述金属改性SAPO-34分子筛中，所述金属离子位于SAPO-34分子筛三维孔道和/或CHA笼结构中的离子位上。

可选地，所述金属离子包括IA族金属离子、IIA族金属离子、IIIA族金属离子、VA族金属离子、IVB族金属离子、VB族金属离子、VIIB族金属离子、VIII族金属离子、IB族金属离子、IIB族金属离子、镧系金属离子中的至少一种。

可选地，所述金属离子包括锂离子、钠离子、钾离子、铷离子、铯离子、镁离子、钙离子、钡离子、铝离子、镓离子、铋离子、锆离子、钒离子、镉离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、铂离子、金离子、钯离子、银离子、铑离子、钌离子中的至少一种。

可选地，所述含金属离子的溶液为金属盐的溶液。

可选地，所述金属盐为无机金属盐和/或有机金属盐。