[发明专利]一种具有特殊微观形貌的费托合成铁基催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种费托合成铁基催化剂，其特征在于：所述费托合成铁基催化剂的微观形貌为纳米线、纳米棒、纳米球形颗粒、纳米纺锤体或纳米片；

所述费托合成铁基催化剂中，以重量比计，Fe：A：K：B＝100：(0.2～20)：(0.5～10)：(5～40)；A为Mn、Cr、Zn、Cu、La和Ce中的一种或几种；B为SiO₂，ZrO₂和Al₂O₃中的一种或几种；

所述费托合成铁基催化剂是由包括如下步骤的方法制备得到的：

(1)在搅拌条件下，将碱溶液加入到铁盐溶液、草酸和助剂A’的混合溶液中形成沉淀，继续搅拌，得沉淀浆料；所述助剂A’为锰盐溶液、铬盐溶液、锌盐溶液、铜盐溶液、镧盐溶液和铈盐溶液中的一种或几种；

(2)在所述沉淀浆料中加入水进行水热反应，经水洗和压滤后得滤饼；

(3)在所述滤饼中加入钾盐溶液和助剂B’，搅拌后得浆液；将所述浆液喷雾干燥和焙烧后即可得到所述催化剂；所述助剂B’为SiO₂溶胶、Al₂O₃溶胶和ZrO₂溶胶中的一种或几种。

2.权利要求1所述的催化剂的制备方法，它包括如下步骤：

(1)在搅拌条件下，将碱溶液加入到铁盐溶液、草酸和助剂A’的混合溶液中形成沉淀，继续搅拌，得沉淀浆料；所述助剂A’为锰盐溶液、铬盐溶液、锌盐溶液、铜盐溶液、镧盐溶液和铈盐溶液中的一种或几种；

(2)在所述沉淀浆料中加入水进行水热反应，经水洗和压滤后得滤饼；

(3)在所述滤饼中加入钾盐溶液和助剂B’，搅拌后得浆液；将所述浆液喷雾干燥和焙烧后即可得到所述催化剂；所述助剂B’为SiO₂溶胶、Al₂O₃溶胶和ZrO₂溶胶中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述草酸和所述铁盐的摩尔比为(0～8)：1，但不为0；所述铁盐溶液的浓度为0.2～3mol/L；所述铁盐为硝酸铁或氯化铁。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述助剂A’和所述铁盐的摩尔比为(0.002～0.5)：1，所述助剂A’的质量百分含量为5％～50％；所述锰盐为硝酸锰或氯化锰；所述铬盐为硝酸铬或氯化铬；所述锌盐为硝酸锌或氯化锌；所述铜盐为硝酸铜或氯化铜；所述镧盐为硝酸镧；所述铈盐为硝酸铈、氯化铈或硝酸铈铵。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述碱溶液的加入量控制在所述浆料的pH值为3～14；所述碱溶液的浓度为0.1～6mol/L，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；和/或，

控制所述沉淀形成的温度为30～60℃；所述继续搅拌的时间为10～60min。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水热反应在高压容器中进行，所述沉淀浆料和水的混合体系占所述高压容器体积的75％～90％；所述沉淀浆料与水的质量比为(2～20)：1；所述水热反应的温度为100～200℃，时间为0.5～48h。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述压滤过程中，控制所述滤饼的固含量为10％～50％。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中，所述钾盐溶液与所述滤饼的质量比为(0.001～0.4)：1；所述钾盐溶液的质量百分含量为5％～50％；所述钾盐为碳酸钾、碳酸氢钾、硝酸钾和钾水玻璃中的一种或几种；和/或，

所述助剂B’与所述滤饼的质量比为(0.01～0.5)：1；所述助剂B’的质量百分含量为5％～50％；和/或，

所述喷雾干燥的条件如下：入口温度为150～400℃，出口温度为90～180℃；所述焙烧在空气或惰性气氛中进行，温度为300～700℃，时间为2～10h。

9.权利要求1所述的催化剂在下述1)-5)中至少一种中的应用：

1)费托合成法制备烃类产品；

2)提高费托合成法制备烃类产品中CO的转化率；

3)降低费托合成法制备烃类产品中CH₄的选择性；

4)降低费托合成法制备烃类产品中碳原子数为2～4的烃类产品的选择性；

5)提高费托合成法制备烃类产品中碳原子数为5以上的烃类产品的选择性。