论文摘要
AlPO4-11分子筛具有椭圆形的十元环孔道结构，具有优异的热稳定性和水热稳定性，而该分子筛经过杂原子同晶取代后，具有了可调的酸性和催化活性中心，被广泛应用于催化、石油化工和生物工程等领域。本文在总结前人工作的基础上，利用传统水热法合成了高结晶度的AlPO4-11分子筛并掌握了该分子筛的水热合成条件。同时，利用微波法系统考察了反应条件对分子筛产物形貌的影响，并对微波环境中AlPO4-11分子筛的晶化过程进行了研究。在通过直接晶化法得到了SAPO-11和ZAPO-11分子筛后，又利用微波二次法得到了杂原子含量较高的AEL结构分子筛并利用XRD，SEM和FT-IR技术对产物性质进行了表征。1．以二异丙胺为模板剂，利用传统水热法通过调节模板剂的用量、反应时间，考察了HF的影响，合成了高结晶度的AlPO4-11分子筛。在加入HF后，通过调节反应时间，结合XRD和SEM结果，发现HF的引入使得AlPO4-11分子筛晶化过程中诱导期缩短，但晶体生长速度减慢，得到了尺寸较大的块状晶体。2．考察了合成压力对产物的影响，确定了最佳合成压力为400 kPa。同时，研究了陈化过程对产物的影响，发现陈化过程导致分子筛晶化过程的变化，从而得到了形貌不同的分子筛。3．利用微波法，在反应物配比为n（Al2O3）∶n（P2O5）∶n（DIPA）∶n（H2O）=1：1.25∶1∶100，晶化压力为400 kPa，晶化时间为6 h，晶化得到AlPO4-11分子筛的球形聚集体。在加入一定量的十六烷基三甲基氯化胺后，分子筛聚集体的形貌得到了一定的改善，球体表面更加光滑。通过延长晶化时间，发现AlPO4-11分子筛聚集体形貌从球形转变为块状最后转变为束状聚集体。4．微波法合成过程中，加入一定量的HF后，得到单分散的棒状AlPO4-11分子筛晶体。通过调节HF的用量，发现AlPO4-11分子筛晶体的（200）与（002）晶面XRD衍射峰强度随HF用量的逐渐增多呈现此消彼长的趋势，同时伴随着晶体形貌的逐渐拉长，得到了完美的棒状晶体。对于氟离子影响分子筛晶化过程和晶体形貌的机理，通过增加水的用量、用HCl代替HF以及二次合成中加入HF进行了讨论。5．研究了AlPO4-11分子筛在微波环境中的晶化机理，发现在微波环境中反应体系先得到正磷酸铝后经过一定的晶化时间后发生晶相转化生成的AlPO4-11分子筛。6．利用微波法直接晶化合成了单分散棒状的SAPO-11和ZAPO-11分子筛。7．通过微波二次法合成了杂原子含量较高的SAPO-11和ZAPO-11分子筛，同时考察了HF用量和不同锌源对产物品相和结晶度的影响。8．通过对比传统水热法二次合成ZAPO-11分子筛的过程，发现微波二次合成中促进杂原子同晶取代的主要因素是微波效应。9．表征了直接晶化法和微波二次法合成的SAPO-11和ZAPO-11分子筛表面元素组成和酸性中心，发现微波二次法较直接晶化法可以在分子筛表面引入更多杂原子的同时产生了更多的酸性中心。