[发明专利]一种碳材料负载钴基催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种碳材料负载钴基催化剂，该催化剂为钴基催化剂，包含金属钴和碳载体，钴负载于碳载上体，其特征在于：载体在负载金属钴之前，于预处理试剂或/和预处理气体中进行处理；

所述预处理试剂为过氧化氢、硝酸、盐酸、醋酸中的一种或两种以上；

所述预处理气体为水蒸汽、氧气、二氧化碳中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的钴基催化剂，其特征在于：所述碳载体为活性炭、介孔碳、炭黑、石墨烯中的一种或两种以上，碳载体比表面积为500-2200m²/g(优选800-2000m²/g，更优选1000-1500m²/g)，平均孔径为1-250nm(优选5-80nm，更优选10-60nm)，总孔容为0.1-2mL/g(优选0.2-1.5mL/g，更优选0.5-1mL/g)。

3.根据权利要求1所述的钴基催化剂，其特征在于，采用预处理试剂进行处理的方法包括以下步骤：

(1)用预处理试剂处理碳载体，碳载体与预处理试剂溶液质量比为1g:1ml-1g:20ml(优选1g:1ml-1g:10ml，更优选1g:2ml-1g:5ml)；预处理试剂质量浓度为1％-35％(优选5％-20％，更优选5％-10％)；预处理温度为20-80℃(优选30-70℃，更优选40-60℃)；预处理时间为0.5-12h(优选1-10h，更优选2-8h)；

(2)通过抽滤，将预处理后的碳载体与预处理试剂进行固液分离；

(3)用去离子水洗涤碳载体；

(4)洗涤后进行干燥，干燥温度为100～180℃(优选110-160℃，更优选120-150℃)。

4.根据权利要求1所述的钴基催化剂，其特征在于，采用预处理气体进行处理的过程为：碳载体装入高温炉中，先通入N₂、Ar等惰性气氛气体中的一种或两种以上吹扫，温度达到预处理温度后，切换含有体积浓度1％-100％预处理气体的气氛，气氛中其余为上述惰性气体中的一种或两种以上；温度为200-1000℃(优选200-800℃，更优选300-600℃)；预处理时间为0.5-12h(优选1-10h，更优选2-8h)。

5.一种权利要求1-4任一所述钴基催化剂的制备方法，其特征在于：

以浸渍法将活性组分钴的可溶性盐担载到所述预处理的载体上，钴的负载量为5.0-30.0wt％(优选10.0-20.0wt％，更优选12-18wt％),活性组分的可溶性盐为甲酸钴、乙酸钴、硝酸钴、草酸钴、硫酸钴、柠檬酸钴、苹果酸钴中的一种或二种以上，其中优选的活性组分的可溶性盐为甲酸钴、乙酸钴、硝酸钴、草酸钴中的一种或二种以上；浸渍后的催化剂前驱体先在室温下阴干6～12h(优选7-10h，更优选8-10h)，然后在40-200℃(优选50-200℃，更优选800-100℃)的空气气氛中烘干8-48h(优选10-40h，更优选15-30h)，制得半干基催化剂前驱体；

半干基催化剂前驱体在氮气、氩气或氦气中的一种或两种以上气氛下，温度200～500℃(优选200-500℃，更优选300-450℃)，压力为常压，空速100～3000h^-1(优选200-2000h^-1，更优选500-1000h^-1)，焙烧5～25h(优8-20h，更优选10-15h)，得到干基催化剂。

6.一种权利要求1-4任一所述的钴基催化剂在费托合成反应中的应用。