[发明专利]一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体为表面具有包覆碳层的碳微球，活性组分铁氧化物纳米颗粒均匀镶嵌在碳微球表面的包覆碳层中，所述催化剂按照质量百分比计，其组成为：铁氧化物9-15%；碱金属氧化物助剂0.5-2%；包覆碳9-25%；碳微球载体65-81.5%。

2.根据权利要求1所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂，其特征在于：所述碱金属氧化物助剂为氧化钠或氧化钾。

3.根据权利要求1所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂，其特征在于：所述碳微球载体可为商业化或自行制备的碳微球。

4.根据权利要求3所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂，其特征在于：所述碳微球载体的粒径为0.3-1.0 μm。

5.一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1）按一定比例称取硝酸铁、碱金属助剂前驱体盐和包覆碳碳源，加入适量蒸馏水搅拌使其充分溶解，得到前驱体溶液；

2）将上述前驱体溶液缓慢加入适量的研磨至一定粒径的碳微球载体中，持续搅拌，并进行间断超声处理，得到浸渍浆料；

3）然后通过水浴加热、搅拌使浸渍浆料的水分不断挥发，待浆料粘度增大，表面液体蒸干时，将其转移到110℃的烘箱内进行干燥处理；

4）所得干燥样品转移到管式炉中进行原位碳化处理，碳化完成后将所得固体产物进行收集、破碎至一定目数，即得到碳包覆结构铁基纳米催化剂。

6.根据权利要求5所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱金属助剂盐为钠盐或钾盐的硝酸盐、柠檬酸盐、氯化盐中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述包覆碳碳源为多羟基含碳有机化合物。

8.根据权利要求7所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述多羟基含碳有机化合物为葡萄糖、甘露糖、果糖、麦芽糖、蔗糖中的任意一种。

9.根据权利要求5所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述原位碳化处理的步骤为，在惰性气氛中，按照升温速率不超过5 ℃/min，于400~600℃下碳化1~5 h。