[发明专利]一种费托合成催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种费托合成催化剂，该催化剂含有活性组分铁及复合金属氧化物，其特征在于：按催化剂的重量计，活性组分铁的含量为10-80%，复合金属氧化物的含量为10-70%；所述的复合金属氧化物由稀土金属和过渡金属组成，呈立方晶形且结构式为ABO_3-y，其中，A为稀土金属，B为过渡金属，y为复合氧化物中存在的氧空位的摩尔数。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：活性组分铁的含量为25-60%，复合金属氧化物的含量为20%-60%。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：催化剂中含有重量含量为0.1-15%的金属助剂，所述助剂包括锆、钾、钌、铂、镍、锰、铜、锌、铬、钒、钛、钼、锆中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的稀土金属包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的过渡金属包括铁、钴、镍、锰、铜、锌、铬、钒、钛、钼、锆中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：呈立方晶形且结构式为ABO_3-y的复合金属氧化物中B为至少包括铁的过渡金属，铁与其余过渡金属的摩尔比不低于3:1，优选不低于4:1。

7.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂由活性组分铁、呈立方晶形复合金属氧化物NdNi_1-x Fe_xO_3-y（其中0.8<x< 0.95）及金属助剂锌组成。

8.权利要求1-7任一所述催化剂的制备方法，其特征在于：包括呈立方晶形复合金属氧化物的制备和活性组分铁及金属助剂负载过程。

9.根据权利8所述的方法，其特征在于：所述的呈立方晶形复合金属氧化物的制备采用络合法，包括如下过程：首先将计量比的稀土金属与过渡金属前驱体与络合剂混合配成溶液并搅拌均匀，然后进行水分蒸发，溶液由透明的溶胶转变成粘稠的凝胶，最后干燥、焙烧，焙烧后制得呈立方晶形的复合金属氧化物。

10.根据权利9所述的方法，其特征在于：以硝酸钕、硝酸铁、硝酸镍为前驱体，以柠檬酸或乙二醇为络合剂，配成溶液并混合搅拌均匀，然后进行水分蒸发，溶液由透明的溶胶转变成粘稠的凝胶，最后干燥、焙烧，焙烧后制得NdNi_1-xFe_xO_3-y（其中0.8<x< 0.95）呈立方晶形复合金属氧化物。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于：络合剂与金属离子摩尔比为1：1～8：1；配制和搅拌溶液在20～90℃；搅拌速率为200～500rpm；搅拌时间为3～8小时；干燥温度为60～200℃；干燥时间为1～36小时；焙烧温度为600～1000℃，焙烧时间为焙烧2~15小时。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：络合剂与金属离子摩尔比为1：1～4：1；配制和搅拌溶液在50～70℃下进行；搅拌速率为300～400rpm；搅拌时间为4～6小时；干燥温度为80～150℃；干燥时间为8～24小时；焙烧温度为700～900℃，焙烧时间为3～8小时。

13.根据权利8所述的方法，其特征在于：所述的活性组分和金属助剂负载过程采用浸渍法，等体积浸渍或过体积浸渍，分步浸渍或共浸渍，一次浸渍或多次浸渍均可。

14.根据权利13所述的方法，其特征在于：浸渍后包括干燥和焙烧过程，干燥步骤在50-150℃下干燥8-24小时，焙烧步骤在280-500℃下焙烧2-10小时。

15.根据权利13或14所述的方法，其特征在于：在NdNi_1-xFe_xO_3-y（0.8<x< 0.95）上采用等体积多次浸渍法负载活性组分铁和金属助剂Zn。

16.权利要求1-7任一所述催化剂的还原方法，其特征在于：还原温度为400～1000℃，还原时间为1-5h，还原压力为0.5-2MPa，还原气氛为氢气或C1-C3的低碳烷烃。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：还原温度为500-700℃，还原气氛为C1-C3的低碳烷烃。