一种分子筛及其制备方法和应用

本申请涉及一种分子筛及其制备方法和在水吸附剂中的应用，申请人将其命名为dnl-11，属于分子筛领域。

背景技术：

1、磷铝分子筛是由磷氧四面体和铝氧四面体共氧顶点相互连接组成的具有规则孔道或者笼状结构的磷铝酸盐。由美国联合碳化物公司(ucc)在1982年成功开发，大大扩宽了分子筛家族，是整个分子筛历史上的里程碑。磷铝分子筛家族成员众多，主要是因为磷铝分子筛中的磷或铝很容易被si或mg等金属元素同晶取代，生成磷酸硅铝分子筛(sapo)和金属磷酸硅铝分子筛(meapo)。目前，已经有超过十数种金属元素融入磷铝分子筛家族，这些分子筛已经被广泛应用于吸附和催化领域。

2、磷铝分子筛一般是通过水热合成的，自1961年r.m.barrer和p.j.denny将有机模板剂引入分子筛水热合成体系，有机模板剂的设计合成和引入大大提高了人工合成沸石的数量。然而，直到目前为止，iza公布的磷铝分子筛仅有46种，磷铝分子筛发掘潜力与前景仍然十分巨大。

3、科研人员自19世纪开始寻求突破分子筛12元环的限制，并且成功在磷铝分子筛体系取得突破，vfi是第一个一维18元环超大孔磷铝分子筛，但是其受热不稳定转化为alpo-8。并且直到今天为止，具有超大孔稳定的全连接磷铝分子筛仅有一种ifo结构，因而到如今我们对于超大孔磷铝分子筛的孔道性质都是缺乏了解的。

技术实现思路

1、根据本申请的第一个方面，提供了一种具有一维16元环孔道新结构分子筛dnl-11，这对于理解磷铝分子筛的吸附以及超大孔硅磷铝分子筛的催化和吸附性质具有重要意义。

2、所述分子筛具有一维16元环孔道；

3、所述分子筛的x射线粉末衍射至少在以下位置具有衍射峰。

4、

5、所述分子筛的化学式为(h2o)xr2(siyal8-yp8o32f2)，

6、其中x＝0～10.0，y＝0～2.0；

7、r为4-吡咯烷基吡啶的正电荷基团。

8、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的分子筛的合成方法，至少包括以下步骤：

9、(1)将水、磷源、铝源、硅源、有机模板剂、矿化剂和溶剂混合，得到混合物；

10、(2)将(1)中得到的混合物在密闭反应釜中进行晶化，得到晶化产物；

11、(3)对晶化产物进行焙烧以去除模板剂，得到所述分子筛。

12、可选地，所述方法包括以下步骤：

13、(1)在搅拌条件下，将磷源、铝源、硅源、有机模板剂、水和氟化物和醇按比例混合均匀，得到的混合物形成反应凝胶；

14、(2)将该反应凝胶转移至不锈钢反应釜中，在密封条件下，在130-200℃，晶化1～15天；

15、(3)将晶化后的产物洗涤、干燥后，得到dnl-11；

16、所述有机模板剂为4-吡咯烷基吡啶。

17、所述磷源选自磷酸和/或五氧化二磷；

18、所述铝源选自拟薄水铝石、氢氧化铝或异丙醇铝中的至少一种；

19、所述硅源选自硅溶胶、正硅酸乙酯、四甲氧基硅烷或白炭黑中的至少一种；

20、所述矿化剂选自hf和/或nh4f；起作用的为其中的氟离子。

21、所述溶剂选自醇。

22、可选地，所述醇选自选自环己醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇中的至少一种。

23、所述混合物的摩尔组成为ar：bhf：ch3po4：qsio2：al2o3：mroh：nh2o；

24、其中，r代表有机模板剂的正电荷基团；

25、a＝0.1～5.0；

26、b＝1.0～5.0；

27、c＝0.5～5.0；

28、q＝0～1.0；

29、m＝0～100；

30、n＝5～100。

31、可选地，a独立地选自0.1、0.2、0.5、1.0、1.2、1.6、1.9、2.0、2.4、2.5、2.8、3.1、3.3、3.8、3.9、4.0、4.2、4.3、4.6、4.8、5.0中的任意值或任意两者之间的范围值。

32、可选地，b独立地选自1.0、1.2、1.5、1.8、2.0、2.1、2.3、2.4、2.8、3.0、3.1、3.2、3.4、3.6、4.0、4.2、4.5、4.8、5.0中的任意值或任意两者之间的范围值。

33、可选地，c独立地选自0.5、0.8、1.0、1.1、1.3、1.6、1.8、2.0、2.4、2.6、3.0、3.3、4.0、4.2、4.6、5.0中的任意值或任意两者之间的范围值。

34、可选地，q独立地选自0、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0中的任意值或任意两者之间的范围值

35、可选地，m独立地选自0、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100中的任意值或任意两者之间的范围值。

36、可选地，n独立地选自5、10、20、25、30、50、60、70、80、90、100中的任意值或任意两者之间的范围值。

37、所述晶化的温度为130～200℃；

38、可选地，所述晶化温度独立地选自130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

39、所述晶化的时间为1～15天。

40、可选地，所述晶化时间独立地选自1d、2d、3d、4d、5d、6d、7d、8d、9d、10d、12d、13d、14d、15d中的任意值或任意两者之间的范围值。

41、可选地，所述晶化的温度为150～200℃。

42、可选地，所述晶化温度独立地选自150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

43、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的分子筛的应用，作为水吸附材料。

44、根据本申请的另一个方面，提供一种水吸附剂，所述水吸附剂含有上述的分子筛或上述的制备方法制备的分子筛。

45、所述水吸附剂用于吸水储能。

46、所述水吸附剂吸水量可以达到350mg/g以上。

47、本申请能产生的有益效果包括：

48、1)本申请合成了一种新型骨架结构分子筛。

49、2)本申请所提供的制备方法，合成过程简单，可操作性强。

50、3)本申请制备的新型骨架结构分子筛可以用于吸附分离，具有较高的水吸附性。

技术特征：

1.一种分子筛，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的，其特征在于，

3.一种权利要求1或2任一项所述的分子筛的合成方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

10.一种权利要求1或2任一项所述的分子筛的应用，其特征在于，

技术总结本申请涉及一种分子筛及其制备方法和应用，申请人将其命名为DNL‑11，属于分子筛领域。所述分子筛的化学式为(H2O)xR2(SiyAl8‑yP8O32F2)，其中x＝0～10.0，y＝0～2.0；所述分子筛具有一维16元环孔道结构；合成过程简单，可操作性强。可以用于吸附分离，具有较高的水吸附性。技术研发人员：乜晨阳,郭鹏,马超,闫娜娜,刘晓娜,刘中民受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/14