【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及费托合成，具体涉及一种高导热高活性coo/mxene催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、费托反应最早是由德国化学家弗朗茨·费舍尔(franz fischer)和汉斯·特罗普斯(hans tropsch)于1925年在德国发现的。在第二次世界大战期间，德国受到石油供应的限制，因此费托反应在德国得到了广泛应用。费托合成使得德国能够生产燃料，用于战争中的军事和工业需求。费托反应在战后逐渐被其他能源替代，但它仍然是一种重要的技术。进入21世纪后，世界能源结构从单一的石油向煤、石油，天然气和生物质转变，以及在碳达峰，碳减排的背景下，费托合成技术进一步得到了迅速的发展。
2、钴基催化剂在费托合成中具有高的催化活性，高链增长活性以及低水汽变换反应的优势，在费托合成领域得到了广泛的研究。到目前为止在萨索(sasol)公司和壳牌(shell)公司已经得到了规模化的应用。在国内，基于co基费托合成的也逐步进入产业化阶段。
3、根据先前的研究，传统认为金属co是费托反应的活性中心，中国专利文献cn201010509275.x公开了一种钴基费托合成催化剂的制备方法，包括钴基费托合成催化剂的制备过程和水热处理过程，钴基费托合成催化剂的制备过程采用浸渍法将活性组分钴和助剂负载到催化剂载体上，所述的水热处理过程为在150～600℃条件下，用水蒸气进行水热处理0.5～20h；然而，使用纯的co基催化剂会导致产物分布遵循asf(anderson-schulz-flory)分布，导致特定有效产物的生成率较低，使得低成本运
4、因此，本专利技术以高导热性的活性载体mxene为基础，开发了一种高导热高活性的coo/mxene催化剂，其中含有coox-co，这种创新的催化剂设计有望克服传统co基催化剂的局限性，提高特定有效产物的产率，同时具备优异的催化活性和稳定性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高导热高活性coo/mxene催化剂及其制备方法和应用，制备得到的催化剂可以显著提高co的转化率及c6+的选择性，降低甲烷的选择性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种高导热高活性coo/mxene催化剂，以重量份数计，由以下组分制成：0.1～33份coo、60～90份mxene载体、0.01～5份助剂；所述助剂为li、na、k、zr、zn可溶盐中的一种或多种。
4、优选的，所述mxene载体为ti3c2-mxene、ti2c3-mxene、nb2c-mxene中的一种或多种。
5、优选的，所述mxene载体的比表面积为10～50m2/g，bjh孔径为5～80nm。
6、本专利技术还要求保护一种所述高导热高活性coo/mxene催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7、(1)将钴盐和助剂溶解于苄胺的水溶液中，得到活性溶液；
8、(2)将mxene载体均匀分散在活性溶液中，室温下搅拌、超声处理，转移至反应容器中，搅拌反应，将产物过滤、洗涤、干燥，得到高导热高活性coo/mxene催化剂。
9、优选的，步骤(1)中，钴盐为乙酰丙酮钴、六水合硝酸钴、氯化钴或羰基钴中的一种或多种。
10、优选的，步骤(1)中，钴盐为乙酰丙酮钴，助剂为硝酸钠。
11、优选的，步骤(1)中，苄胺的水溶液中水与苄胺的体积比为20：60～80。
12、优选的，步骤(2)中，超声处理时间为20～40min，反应条件为190～220℃保温反应1～3h，干燥条件为40～80℃下真空干燥。
13、优选的，步骤(2)中，超声处理时间为30min，反应条件为200℃保温反应2h，干燥条件为60℃下真空干燥。
14、本专利技术还要求保护一种所述高导热高活性coo/mxene催化剂在费托反应中的应用。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
16、1)本专利技术提供了一种高导热高活性coo/mxene催化剂，通过助剂调节，能够自还原形成coox-co复合结构的活性组分，具有高导热性、高活性、高选择性、高稳定性的特点；在适宜的催化环境下，c6+的选择性达到85％以上，而产物甲烷的选择性低于5％，连续运行1000小时，催化剂选择性无明显的失活现象，能够极大降低后续产物分离的设备投资与运行费用，有利于提高费托技术的经济性和进一步的产业化。
17、2)本专利技术提供了一种高导热高活性coo/mxene催化剂，以coo为活性组分还添加有li、na、k、zr、zn等元素，并将其负载在mxene载体上；其中，coo是催化剂的活性组分，助剂可以有效调节co物种的晶体尺寸，改善钴在载体表面的分布；mxene是一种新型的催化剂活性载体，具有一定的还原性，其表面具有丰富的活性基团，一方面可以促进活性组分形成coox-co，另一方面可以促进co在催化剂表面的非解离吸附以及促进表面oh基与活性组分表面形成的c*结合发生氢甲酰化反应，进而提高提高催化剂的活性，并促进产物的碳链增长，并降低其甲烷产物的选择性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高导热高活性CoO/MXene催化剂，其特征在于，以重量份数计，由以下组分制成：0.1～33份CoO、60～90份MXene载体、0.01～5份助剂；所述助剂为Li、Na、K、Zr、Zn可溶盐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的CoO/MXene催化剂，其特征在于，所述MXene载体为Ti3C2-MXene、Ti2C3-MXene、Nb2C-MXene中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的CoO/MXene催化剂，其特征在于，所述MXene载体的比表面积为10～50m2/g，BJH孔径为5～80nm。
4.一种如权利要求1～3任一项所述高导热高活性CoO/MXene催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钴盐为乙酰丙酮钴、六水合硝酸钴、氯化钴或羰基钴中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钴盐为乙酰丙酮钴，助剂为硝酸钠。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，苄胺的水
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，超声处理时间为20～40min，反应条件为190～220℃保温反应1～3h，干燥条件为40～80℃下真空干燥。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，超声处理时间为30min，反应条件为200℃保温反应2h，干燥条件为60℃下真空干燥。
10.一种如权利要求1～3任一项所述高导热高活性CoO/MXene催化剂在费托反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高导热高活性coo/mxene催化剂，其特征在于，以重量份数计，由以下组分制成：0.1～33份coo、60～90份mxene载体、0.01～5份助剂；所述助剂为li、na、k、zr、zn可溶盐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的coo/mxene催化剂，其特征在于，所述mxene载体为ti3c2-mxene、ti2c3-mxene、nb2c-mxene中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的coo/mxene催化剂，其特征在于，所述mxene载体的比表面积为10～50m2/g，bjh孔径为5～80nm。
4.一种如权利要求1～3任一项所述高导热高活性coo/mxene催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。