本发明属于材料，具体涉及一种金属掺杂介孔sapo-31分子筛及其制备方法与应用。
背景技术：
1、近年来，为改善汽油辛烷值低的问题，人们开发出多种提高汽油辛烷值的技术，如催化重整技术、烷基化技术、异构化技术等，目前，c5/c6异构化催化剂在生产工艺技术上较为成熟，但是c7以上的长链烷烃在进行异构化时会发生裂解反应，因此研制出有利于c7以上的长链烷烃异构化反应的催化剂具有重要意义。
2、sapo-31分子筛是具有ato拓扑结构的磷酸硅铝分子筛，具有一维十二圆环孔道结构，孔径为0.54*0.54nm。sapo-31分子筛是一种高效的催化剂载体，其在临氢异构化反应中具有独特的催化活性。然而，传统的sapo-31分子筛的制备方法普遍采用价格昂贵、来源有限的原料，生产成本高，限制了其在大规模工业生产中的应用。此外，传统的sapo-31分子筛在催化临氢异构化反应时，催化剂的催化活性和稳定性仍有待提高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金属掺杂介孔sapo-31分子筛及其制备方法与应用。
2、第一个方面，本发明提供一种金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，包括以下步骤：
3、s1.向模板剂水溶液中依次加入磷酸和天然矿物质，得到混合液，所述天然矿物质中含氧化铝和二氧化硅；
4、s2.对金属盐溶液进行水热处理，得到反应液；
5、s3.混合所述反应液和所述混合液，并进行水热晶化反应，洗涤、干燥、煅烧，制得所述金属掺杂介孔sapo-31分子筛。
6、可选地，步骤s1中，所述模板剂选自二正丁胺、二正丙胺、乙二胺和烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
7、可选地，步骤s1中，所述天然矿物质选自膨润土、高岭土和蒙脱石中的至少一种。
8、可选地，步骤s1中，所述模板剂与所述天然矿物质中含有的氧化铝的质量比为1-1.5：1。
9、可选地，步骤s1中，所述模板剂与所述天然矿物质中含有的氧化铝和异丙醇铝所对应的氧化铝的总和的质量比为1-1.5：1，即模板剂与天然矿物质中含有的氧化铝和异丙醇铝所对应的氧化铝的质量总和之比为1-1.5：1。
10、异丙醇铝所对应的氧化铝是指二者铝原子的摩尔量相同的情况下，经换算而得的氧化铝的质量。
11、可选地，步骤s1中，所述模板剂与所述天然矿物质中含有的二氧化硅和硅酸四乙酯所对应的二氧化硅的总和的质量比为1-1.5：0.3-0.5。
12、可选地，步骤s1所述混合液中，所述模板剂的浓度为2-3g/100ml。
13、可选地，步骤s2中，所述金属选自m金属的硝酸盐或氯化盐或二者的组合物，所述m金属选自铂、钯、锆、钌、镍、铁、钴和钼中的至少一种。
14、可选地，步骤s2中，所述金属盐溶液的浓度为0.9wt％-1.5wt％。
15、可选地，步骤s2中，所述水热处理的温度为95-105℃，水热处理的时长为3-5h。
16、可选地，步骤s3中，金属盐与模板剂的质量比0.01-0.2：1。
17、可选地，步骤s3中，所述干燥的温度为95-105℃，干燥的时长为3-5h。
18、可选地，步骤s3中，所述水热晶化反应的温度为160-200℃，水热晶化反应的时长为35-40h。
19、可选地，其特征在于，步骤s3中，所述煅烧包括：以1-3℃/min的升温速率加热至540-560℃，并于540-560℃温度下保温4-6h。
20、第二个方面，本申请还提供一种如上所述的方法制得的金属掺杂介孔sapo-31分子筛。
21、第三个方面，本申请还提供一种异构烷烃的制备方法，所述异构烷烃以正构烷烃为原料，以如上所述的方法制得的金属掺杂介孔sapo-31分子筛为催化剂，于还原气体气氛下经异构化反应催化而得。
22、可选地，所述正构烷烃选自正己烷、正辛烷、正癸烷和正十二烷中的至少一种。
23、可选地，所述异构化反应过程中，空速为2-6/h。
24、可选地，所述异构化反应的温度为340-400℃，异构化反应的压力为常压至0.5mpa，异构化反应的时长为1-5h。
25、本发明的有益效果在于：
26、本发明以廉价、来源广泛的天然矿物为原料制备sapo-31分子筛，降低了生产成本，提高了收益。
27、本发明的方法提高了制得的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的孔道结构的孔隙率，进而改善了金属掺杂介孔sapo-31分子筛的孔道结构并提高其催化活性。
28、本发明制得的金属掺杂介孔sapo-31分子筛具有良好的催化性能，适于大规模工业生产，具有广阔的应用前景。
1.一种金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述模板剂选自二正丁胺、二正丙胺、乙二胺和烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
3.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述天然矿物质选自膨润土、高岭土和蒙脱石中的至少一种。
4.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述模板剂与所述天然矿物质中含有的氧化铝和异丙醇铝所对应的氧化铝的总和的质量比为1-1.5：1。
5.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述金属盐选自m金属的硝酸盐或氯化盐或二者的组合物，所述m金属选自铂、钯、锆、钌、镍、铁、钴和钼中的至少一种。
6.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述水热处理的温度为95-105℃，水热处理的时长为3-5h。
7.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述水热晶化反应的温度为160-200℃，水热晶化反应的时长为35-40h。
8.如权利要求1所述的金属掺杂介孔sapo-31分子筛的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述煅烧包括：以1-3℃/min的升温速率加热至540-560℃，并于540-560℃温度下保温4-6h。
9.根据如权利要求1-8任一项所述的方法制得的金属掺杂介孔sapo-31分子筛。
10.一种异构烷烃的制备方法，其特征在于，所述异构烷烃以正构烷烃为原料，以如权利要求1-8任一项所述的方法制得的金属掺杂介孔sapo-31分子筛为催化剂，于还原气体气氛下经异构化反应催化而得。
