一种负载型纳米铁基催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种负载型纳米铁基催化剂及其制备方法和应用。以水合氧化铁胶体粒子作为活性组分前体物，使其吸附到氧化硅基载体表面，焙烧后，得到负载型纳米氧化铁，再通过还原，得到负载型纳米铁催化剂，用于费托合成反应。该方法制备的催化剂铁的粒径小于20nm，而且粒径分布窄。在费托合成反应中，与传统浸渍法制备的铁基催化剂相比，具有更高的CO转化率和低碳烯烃选择性，以及更好的催化活性稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种负载型纳米铁基催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于石油化工领域，特别是属于基于负载型铁基催化剂的费托合成制低碳烯烃领域。
技术介绍
低碳烯烃(包括乙烯、丙烯及丁烯)是石油化工生产最基本的原料，是生产其他有机化工产品的基础。目前制取烯烃的方法，总体可以分为两大类：一是石油路线，二是非石油路线。石油资源日益短缺，而人们对低碳烯烃的需求量日益剧增，因此通过非石油路线合成低碳烯烃显得很重要。基于我国“富煤、贫油、少气”的能源结构，以煤、生物质等为原料，经由合成气通过费托合成直接制取低碳烯烃(FTO)具有重要意义。该过程的关键是经济、高效催化剂的开发。铁基催化剂由于价格低廉、强度高、抗中毒性能强及反应气H2：C比可调控空间大等优势，被广泛应用于FTO反应中。目前用于FTO反应的Fe基催化剂主要有负载型与非负载型。非负载型催化剂在工业生产中易形成大量积碳。积碳的产生一方面会堵塞催化剂的活性位点导致其活性下降，催化剂需要频繁的烧炭再生，会增加工艺的成本；另一方面非负载型催化剂的活性颗粒容易发生破碎，机械稳定性较差。因此，目前实际生产中主要应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型纳米铁基催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：/n(1)用铁盐与碱在水溶液中反应，得到氢氧化铁沉淀，过滤或离心后，向此湿沉淀中加入乙酸，搅拌，直至形成水合氧化铁胶体溶液；/n(2)将氧化硅基载体加入到步骤(1)制备的水合氧化铁胶体溶液中，搅拌，使胶体粒子吸附到载体表面；/n(3)分离步骤(2)中的固体与液体后，用纯水洗涤固体，经过干燥和焙烧，得到负载型纳米铁基催化剂；/n(4)将步骤(3)得到的负载型纳米铁基催化剂作为载体，重复步骤(1)、(2)、(3)0次或以上，得到负载量更高的负载型纳米铁基催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种负载型纳米铁基催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)用铁盐与碱在水溶液中反应，得到氢氧化铁沉淀，过滤或离心后，向此湿沉淀中加入乙酸，搅拌，直至形成水合氧化铁胶体溶液；
(2)将氧化硅基载体加入到步骤(1)制备的水合氧化铁胶体溶液中，搅拌，使胶体粒子吸附到载体表面；
(3)分离步骤(2)中的固体与液体后，用纯水洗涤固体，经过干燥和焙烧，得到负载型纳米铁基催化剂；
(4)将步骤(3)得到的负载型纳米铁基催化剂作为载体，重复步骤(1)、(2)、(3)0次或以上，得到负载量更高的负载型纳米铁基催化剂。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化硅基载体包括多孔硅胶，介孔氧化硅，纤维状纳米氧化硅，硅藻土，氧化硅纳米球，分子筛；所述焙烧温度为300-600℃；所述还原温度为300-600℃。


3.一种助剂金属改性的负载型纳米铁基催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)用铁盐与碱在水溶液中反应，得到氢氧化铁沉淀，过滤或离心后，向此湿沉淀中加入乙酸，搅拌，直至形成水合氧化铁胶体溶液；
(2)用步骤(1)相同的方法制备得到助剂金属M的水合氧化物胶体溶液；
(3)将氧化硅基载体加入到步骤(1)制备的水合氧化铁胶体溶液中，搅拌，使胶体粒子吸附到载体表面；
(4)分离步骤(3)中的固体与液体后，用纯水洗涤固体，经过干燥和焙烧，得到负载型纳米氧化铁；
(5)将步骤(4)得到的负载型纳米氧化铁作为载体，重复步骤(1)、(3)、(4)0次或以上，得到负载量更高的负载型纳米氧化铁；
(6)将步骤(4)或(5)得到的负载型纳米氧化铁作为载体，加入到步骤(2)所得助剂金属M的水合氧化物胶体溶液中，搅拌，使金属M的水合氧化物胶体粒子吸附到载体表面，再将固体分离后，经过洗涤、干燥和焙烧，得到助剂金属M改性的负载型纳米铁基催化剂。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述助剂金属M为锰或钴；当所述金属M为钴时，步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进军，刘雅倩，吴峰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42