[发明专利]一种多级孔纳米SAPO-34分子筛及其制备方法和应用

说明书

一种多级孔纳米SAPO‑34分子筛及其制备方法和应用，涉及催化领域。所述多级孔纳米SAPO‑34分子筛为厚度10～100nm、平均粒径300～1000nm的纳米片状分子筛，微孔孔径为0.38～0.5nm，介孔孔径为2～30nm，比表面积达400～600m²/g，孔容达0.3～0.6cm³/g。所述多级孔纳米SAPO‑34分子筛采用HF和NH₄F共同处理得到，应用于MTO反应，可提高低碳烯烃的选择性，同时C₅⁺的含量较少，催化剂的单程寿命也得到延长。

技术领域

本发明涉及催化领域，尤其涉及一种多级孔纳米SAPO-34分子筛及其制备方法和应用。

背景技术

SAPO-34分子筛的孔结构和酸性可控，且具有适宜的质子酸性和热稳定性，因此被广泛应用于酸催化和择形催化等反应中，如MTO反应、汽车尾气净化等。其中，在MTO反应中，甲醇转化率超过95％，低碳烯烃C_2-4^＝选择性达到80％以上。然而，传统的SAPO-34分子筛由于孔道狭长，原料和产物在催化剂上扩散受到限制，积碳现象严重，因此催化剂快速失活。

目前，研究学者们主要采用酸、碱等后处理方法用于SAPO-34分子筛的改性，以提高催化性能或催化剂稳定性。如，Chen X等(Chem.Commun.,2016,52,3512-3515)利用氟化物刻蚀SAPO-34，其中F/Si＝0.02-0.2，可以得到分层结构的微孔SAPO-34。Liu Y等(Mater.Lett.,2011,65,2209-2212)利用NaF处理SAPO-34，同样利用了氟原子的刻蚀作用，处理过的SAPO-34尺寸明显减小。Chen X等(Mircopor.Mesopor.Mater.，2016,234,401-408)利用TEAOH来改性SAPO-34，将母体SAPO-34在0.1mol/L的TEAOH溶液中进行碱处理,得到多级孔SAPO-34，母体SAPO-34与多级孔SAPO-34均为相对结晶度高的纯相CHA结构，多级孔结构大幅提升了SAPO-34分子筛的催化性能。

上述方法已经取得显著的成果，但仍具有一定的难度，如用酸处理分子筛是对铝中心进行调整，但“脱铝”方法在微孔尺度对硅铝分子筛的性质进行调整上存在局限性，分子筛结构很容易被破坏。近年来，逐渐兴起的对硅中心进行调整的“脱硅”后处理方法，可在介孔尺度上对分子筛的性质进行调整。由于该方法受制于硅铝分子筛的既有铝含量和颗粒尺寸，其应用范围也得到了限制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种多级孔纳米SAPO-34分子筛及其制备方法和应用，该多级孔纳米SAPO-34分子筛在MTO反应中具有优良的催化性能，可使得C_2-4烯烃选择性可高达85％以上。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多级孔纳米SAPO-34分子筛，所述多级孔纳米SAPO-34分子筛为厚度10～100nm、平均粒径300～1000nm的纳米片状分子筛，微孔孔径为0.38～0.5nm，介孔孔径为2～30nm，比表面积达400～600m²/g，孔容达0.3～0.6cm³/g。

上述多级孔纳米SAPO-34分子筛的制备方法，包括以下步骤：

1)称取SAPO-34纳米分子筛于容器中，然后量取氢氟酸溶液于该容器中，搅拌，配制成悬浊液A；

2)将NH₄F加入悬浊液A中，搅拌，配制成悬浊液B；

3)将计量的去离子水加入悬浊液B中，搅拌，配制成悬浊液C；

4)将悬浊液C超声、离心、干燥、焙烧，得到多级孔纳米SAPO-34分子筛。