三乙胺、乙二胺、吡啶蒸气相中磷酸盐分子筛的合成与表征

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磷酸盐分子筛是微孔晶体材料中一个重要的家族。具有新颖结构的磷酸盐微孔化合物的设计、合成以及开拓一直是人们关注的问题。多年来,其合成大多集中在水热和溶剂热方法,而关于蒸气相法合成磷酸盐分子筛的研究还较少。本文以一些分子筛合成中常用到的,易挥发的有机胺(三乙胺,乙二胺,吡啶)为结构导向剂,在蒸气相体系中系统地考察了液相组成和凝胶组成等对磷酸盐分子筛合成的影响,探索了新型结构磷酸盐分子筛的合成规律。并且采用XRD、SEM、FT-IR以及TG分析手段对合成样品进行了表征。首先,以三乙胺-水为液相组分,在蒸气体系中,晶化温度453K,反应时间3天的条件下,分别考察了磷酸铝、磷酸锌和磷酸锆分子筛的合成规律,合成出AlPO-15分子筛单晶、新型结构磷酸锌分子筛ZnPO-VPT1和新型结构磷酸锆分子筛ZrPO-VPT1。合成AlPO-15单晶的最佳凝胶组成:Al2O3:P2O5:HF:H2O=1.0:1.0:0.6:3.0(摩尔比),单晶形貌是八面体,大小为100μm×100μm×80μm。新型结构磷酸锌材料ZnPO-VPT1的最佳凝胶组成:ZnO:P2O5:HF:H2O=1.0:1.0:0.3:3.0(摩尔比),晶体形貌是片状晶体。新型结构磷酸锆材料的最佳凝胶组成:ZrO2:P2O5:HF:H2O=1.0:1.0:0.25:3.0(摩尔比)。其次,以乙二胺-水为液相组分,在蒸汽相体系中,晶化温度473K,反应时间3天的条件下,考察了磷酸铝分子筛的合成规律,合成出AlPO-11和新型结构磷酸铝分子筛AlPO-VPT1。合成AlPO-11的最佳凝胶组成:Al2O3:P2O5:H2O=1.0:1.0:3.0(摩尔比)。新型结构磷酸铝分子筛AlPO-VPT1的最佳凝胶组成:Al2O3:P2O5:H2O=1.0:2.0:3.0(摩尔比)。新型结构磷酸锆分子筛ZrPO-VPT2合成规律的研究是在以10ml乙二胺-10ml三乙胺-10ml蒸馏水混合液作为液相组分,晶化温度453K,反应时间3天的条件下进行的,最佳凝胶组成为:ZrO2:P2O5:HF:H2O=1.0:1.0:0.3:3.0(摩尔比)。最后,以吡啶为液相组分,在蒸汽体系中,晶化温度453K,反应时间3天的条件下,考察了磷酸铝分子筛和磷酸锆分子筛的合成规律,合成出具有LTA结构的磷酸铝分子筛、UT-6磷酸铝分子筛和层状化合物γ磷酸锆。合成磷酸铝分子筛的凝胶组成是Al2O3:P2O5:HF:H2O=1.0:2.0:0.3:3.0(摩尔比)。分别用磷酸和磷酸三丁酯作为磷源,对应得到了UT-6和具有LTA结构的磷酸铝分子筛,在此体系中,磷源是导致物相变化的关键因素。在相同的反应条件下,合成γ磷酸锆的最佳凝胶组成是ZrO2:P2O5:HF:H2O=1.0:2.5:0.3:3.0(摩尔比)。
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