技术领域 本发明公开了一种改变分子筛晶体结构的处理方法,具体的说是将 SAPO-11分子筛用碱性溶液处理,使分子筛的晶体结构发生改变。 背景技术 在当今的工业催化剂中,分子筛可以说是应用的最广泛的一类催化 剂。由于它们一般具有特有的孔道结构、酸性及吸附性能,很多工业过程 都用到了含有分子筛的催化剂,而科研人员也都针对其特点及相应的催化 性能进行了大量的研究。人们在研究分子筛的晶体结构时发现,同一种分 子筛的晶胞参数和骨架对称性会发生变化,典型的例子是ZSM-5分子筛。 ZSM-5是一种具有重要用途的高硅分子筛的代表类型,常见的未脱除模板 剂的ZSM-5骨架结构为正交晶系,空间群为Pnma,而通过某些后处理方 法(改变硅铝比和铵交换等),上述骨架结构会发生变化,表现为由正交晶 系转变为单斜晶系,空间群变化为P21/n,晶胞参数也发生了变化。还有 很多种类型的分子筛也具有同样的可变化的晶胞参数及骨架对称性,例如 八面沸石(faujasite)分子筛的晶胞参数会随着铝含量的变化而改变,菱沸石 (chabazite)的骨架会因为吸水而遭到破坏,而与SAPO-11同属AEL拓扑结 构的ALPO4-11分子筛也被发现具有可变的结构对称性。 SAPO系列分子筛是向磷酸铝分子筛骨架中引入硅形成的,最早出现 在U.S.Pat.NO.4,440,871中,其分子筛骨架由磷氧四面体、硅氧四面体和 铝氧四面体组成。其中SAPO-11分子筛的结构在焙烧脱除模板剂前后会 发生变化,根据U.S.Pat.NO.4,440,871报道的结果,没有脱除模板剂的 SAPO-11分子筛的晶体结构为Ima2空间群,而采用不同的原料合成的 SAPO-11分子筛经焙烧脱除模板剂后,其XRD谱图数据有所不同。以磷 酸、异丙醇铝、发烟硅胶和二正丙胺为原料时,合成的分子筛经焙烧脱除 模板剂后,XRD谱图数据发生部分变化,出现了一些新的衍射峰,此时 的晶体结构为Ima2空间群和Pna21空间群的混合态;当以磷酸、异丙醇铝、 硅溶胶和二正丙胺为原料时,合成所得的分子筛经焙烧脱除模板剂后的 XRD谱图数据发生显著变化,在同样出现新衍射峰的同时,一些原有的 衍射峰完全消失,晶体结构为Pna21空间群。 张凤美等(CN 1283668A)公开了一种以具有良好的结构稳定性的 SAPO-11分子筛为载体的临氢异构化催化剂。通过选用不同的合成条件, 既可以得到焙烧脱除模板剂前后其晶体结构不发生变化的SAPO-11分子 筛,即仍为Ima2空间群,又可以得到焙烧脱除模板剂前后其晶体结构发 生变化的SAPO-11分子筛(Pna21空间群)。而前一种脱除模板剂前后晶体 结构不发生变化的分子筛在用做临氢异构化催化剂的载体时,可以提高反 应的异构化选择性和异构化产物收率。 现有技术中所报道的关于SAPO-11分子筛晶体结构发生变化的研究 针对的都是分子筛合成阶段,也就是说通过控制合成条件来得到不同晶体 结构的SAPO-11分子筛,尚不能实现不同晶体结构的分子筛的转变。 发明内容 本发明的目的在于提供一种改变分子筛晶体结构的方法,将焙烧脱除 模板剂的SAPO-11分子筛的晶体结构由Pna21空间群转变为Ima2空间群。 本发明通过对焙烧脱除模板剂的SAPO-11分子筛进行相应的后处理, 就可以改变SAPO-11分子筛的晶体结构,使其由焙烧后的Pna21空间群转 变为Ima2空间群。 具体地说,本发明提供的改变分子筛晶体结构的方法,其步骤如下: a)碱性化合物溶液与分子筛的质量比为50-500∶1,15-90℃混合搅拌 1-35分钟; b)将步骤a的混合液过滤,固形物水洗至中性,100-150℃空气中干 燥,300-550℃煅烧6-12小时,得到晶体结构为Ima2空间群的SAPO-11 分子筛,其化学组成以硅铝磷氧化物摩尔比表示为:Al2O3∶(0.40~ 1.0)P2O5∶(0.1~0.8)SiO2,并至少具有下列X-射线粉末衍射数据: 2θ/° d/nm 8.15-8.25 10.95-10.70 9.50-9.740 9.25-9.05 13.15-13.25 6.76-6.70 15.80-15.95 5.60-5.50 20.35-20.45 4.38-4.31 21.15-21.40 4.20-4.11 22.30-22.45 4.00-3.91 23.10-23.33 3.90-3.81 23.45-23.60 3.82-3.75; 步骤a中所述的分子筛是具有AEL拓扑结构,且经过至少300℃焙烧 脱除模板剂的SAPO-11分子筛,其晶体结构为Pna21空间群; 步骤a中所述的碱性化合物溶液为无机碱性化合物或者有机碱性化合 物的水溶液。 所述的方法中,碱性化合物溶液与分子筛的质量比为100~300∶1。 所述的方法中,碱性化合物溶液与分子筛的质量比为200~250∶1。 所述的方法中,碱性化合物溶液的pH为12-14。 所述的方法中,无机碱性化合物为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠或碳 酸钾,有机碱性化合物为脂肪胺、醇胺或季胺碱类化合物。 所述的方法中,碱性化合物溶液为无机碱性化合物的水溶液。 所述的方法中,步骤a中混合搅拌的温度为15-50℃。 所述的方法中,步骤a中混合搅拌的温度为30-40℃。 至于本发明提供的方法中,步骤a采用的SAPO-11分子筛可以按现有 的技术合成,所需的原料硅源、铝源、磷源以及有机模板剂为现有技术中 普遍采用的原料。这些原料可以是:硅源包括固体硅胶、硅溶胶或者白碳 黑;铝源包括氢氧化铝、水合氧化铝、异丙醇铝、磷酸铝或者拟薄水铝石; 磷源包括磷酸或者磷酸铝;有机模板剂二正丙胺或者二异丙胺。 至于本发明提供的方法中,步骤a中对具有AEL拓扑结构,且经过 至少300℃焙烧脱除模板剂的SAPO-11分子筛的焙烧方法为公知技术,具 体如下:在含氧气氛下,以0.5-10℃/分钟的升温速率,从室温升至 500-600℃,然后在500-600℃焙烧30-50小时。优选的方法为:在空气气 氛下,以1-5℃/分钟的升温速率,从室温升至550-580℃,然后在550-580℃ 焙烧40-45小时。 具体实施方式 以下的实施例将对本发明做进一步的说明,但本发明并不局限于以下 的实施例中。其中对比例为未经改性处理的样品,其焙烧脱除模版剂后的 X射线衍射结果符合表1的数据。 对比例 本对比例为参照有关文献的方法合成的SAPO-11分子筛。取80克异 丙醇铝与300克去离子水混合,然后加入150克磷酸,搅拌至均匀后,依 次加入82克正二丙胺,73克硅溶胶和120克去离子水并充分搅拌得到凝 胶。 将上述凝胶装入内衬聚四氟乙烯的高压釜中,于190℃恒温晶化24 小时,过滤后的固体产物经水洗,然后再经干燥,至少300℃焙烧后做X 射线粉末衍射测定,其结果符合表1的数据,说明其空间群为Pna21。 实施例1 取对比例所得的SAPO-11分子筛与浓度为0.1mol/L氢氧化钠溶液按 照分子筛(克)∶氢氧化钠溶液(克)=1∶250的比例混合,其pH=13。在30℃下 搅拌处理10分钟,搅拌转速为150转/分;然后将固形物过滤,用去离子 水洗至pH=7,120℃空气中干燥,550℃焙烧6小时。取部分该分子筛样 品作X射线粉末衍射测定,其结果符合表2的数据,说明空间群变为Ima2。 实施例2 取对比例所得的SAPO-11分子筛按照分子筛(克)∶氢氧化钠溶液 (克)=1∶50的比例混合,氢氧化钠溶液浓度为0.3mol/L,其pH=13.5,在 30℃下搅拌15分钟,搅拌转速为150转/分;然后将固形物过滤,用去离 子水洗至pH=7,120℃空气中干燥,300℃焙烧6小时。取部分该分子筛 样品作X射线粉末衍射测定,其结果符合表2的数据,说明空间群变为 Ima2。 实施例3 取对比例所得的SAPO-11分子筛按照分子筛(克)∶碳酸钠溶液 (克)=1∶200的比例混合,碳酸钠溶液浓度为2mol/L,其pH=12.3,在40℃ 下搅拌1分钟,转速为150转/分;然后将固形物过滤,用去离子水洗至 pH=7,120℃空气中干燥,550℃焙烧8小时。取部分该分子筛样品作X 射线粉末衍射测定,其结果符合表2的数据,说明空间群变为Ima2。 实施例4 取对比例所得的SAPO-11分子筛按照分子筛(克)∶氢氧化钠溶液 (克)=1∶150的比例混合,氢氧化钠溶液浓度为0.001mol/L,其pH=11,在 90℃下搅拌35分钟,转速为150转/分;然后将固形物过滤,用去离子水 洗至pH=7,120℃空气中干燥,500℃焙烧12小时。取部分该分子筛样品 作X射线粉末衍射测定,其结果符合表2的数据,说明空间群变为Ima2。 实施例5 取对比例所得的SAPO-11分子筛按照分子筛(克)∶氢氧化钠溶液 (克)=1∶500的比例匀速搅拌,转速为150转/分,氢氧化钠溶液浓度为0.005 mol/L,其pH=11.7。在15℃下反应5分钟,然后将固形物过滤,用去离 子水洗至pH=7,120℃空气中干燥,550℃焙烧8小时。取部分该分子筛 样品作X射线粉末衍射测定,其结果符合表2的数据,说明空间群变为 Ima2。 表1 Pna21空间群结构SAPO-11分子筛X-射线粉末衍射数据 2θ/° d/nm I/I0 8.05-8.15 11.00-10.80 弱 9.75-9.85 9.10-9.00 强 12.75-12.85 6.95-6.80 中等 15.85-16.10 5.60-5.55 强 19.91-20.00 4.45-4.35 中等 21.90-21.95 4.10-4.05 很强 22.10-22.20 4.01-4.00 中等 22.40-22.50 3.95-3.90 强 23.30-23.60(双峰) 3.82-3.76 中等 表2 Ima2空间群结构SAPO-11分子筛X-射线粉末衍射数据 2θ/° d/nm I/I0 8.15-8.25 10.95-10.70 中等 9.50-9.740 9.25-9.05 强 13.15-13.25 6.76-6.70 弱 15.80-15.95 5.60-5.50 强 20.35-20.45 4.38-4.31 中等 21.15-21.40 4.20-4.11 很强 22.30-22.45 4.00-3.91 强 23.10-23.33 3.90-3.81 强 23.45-23.60 3.82-3.75 中等 。