【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种fe-zn双金属催化剂、制备方法及其应用。本专利技术的fe-zn双金属催化剂具有显著提高的催化活性、高碳烯烃和/或乙醇产品的选择性，并且提高了二氧化碳的转化率，为二氧化碳选择性加氢反应制取高附加值化学品过程提供新的思路，具有较好的工业化应用前景。
技术介绍
1、为了减缓全球变暖现象，需要抑制大气中二氧化碳的含量显著增加。一方面可以减少温室气体二氧化碳的排放，另一方面二氧化碳作为含碳化合物，可以将其转化为有用的资源，以此来消耗大气中的二氧化碳。目前已经有一些报道将二氧化碳转化利用的方法。
2、cn109675573a涉及一种用于二氧化碳加氢反应制取高碳α-烯烃的催化剂，所述的催化剂为含有fe、碱金属和其它金属的复合金属氧化物催化剂，其中fe与其它金属的摩尔比为1∶1～1∶0.05，所述的碱金属在催化剂中的质量分数为0.01％～15％，所述的碱金属包含na、k和rb中的一种或几种，所述的其他金属包含mn、zn、cu和co中的一种或几种。所述催化剂具有显著的提高了催化活性、高碳α-烯烃选择性及催化剂的稳定性，为二氧化碳加氢反应高效转化提供了新的思路，具有较好的工业化前景。
3、cn112973702b设计了一种二氧化碳和氢气混合气生产高碳烯烃的方法，本专利技术中将草酸亚铁、碱金属、其它金属以及碳复合而成，铁和碳比为0.7∶10～6：10，铁和其它金属的摩尔比为10∶0.01～10∶5，其中碱金属在催化剂中的质量分数为1％-10％；碱金属为na、k和rb中的一种或几种，其他金属为mn、zn、cu
4、cn113976126a公开了一种用于二氧化碳加氢反应制甲醇的催化剂及制备方法和应用，所述催化剂为非负载型或负载型的尖晶石相催化剂，组成可记为ab2o4、cu/ab2o4或pd/ab2o4，其中a为zn/mg/co，b为al/ga/cr/fe/in，cu/ab2o4中cu的负载量为0.001％～0.5％，pd/ab2o4中pd的负载量为0.1％～1％。利用共沉淀法制备非负载型的尖晶石相催化剂，尖晶石相催化剂作为载体分别通过离子交换法增加铜组分，通过浸渍法负载金属钯制备负载型尖晶石催化剂。制备方法简单，成本低廉。具有二氧化碳转化率及甲醇选择性高，稳定性好等优点。
5、然而，现有技术中没有公开二氧化碳加氢反应高选择性地获得高碳烯烃和/或乙醇产品的催化剂或方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于二氧化碳加氢反应的fe-zn双金属催化剂、制备方法及应用。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于二氧化碳选择性加氢反应的fe-zn双金属催化剂，其中，
3、所述fe-zn双金属催化剂包含fe3o4、fexc、zno和催化助剂，其中，fexc表示fe5c2和fe7c3的混合物，所述催化助剂为sio2和/或al2o3；
4、所述fe-zn双金属催化剂中的fe元素∶zn元素∶硅元素和/或铝元素的摩尔比为5∶(0.7～3.5)∶(0.4～2.5)，优选5∶(0.9～3.1)∶(0.5～1.5)，
5、其中，所述fe3o4∶fe5c2∶fe7c3的质量比为8∶(1～4)∶(2～6)。
6、优选地，所述fe-zn双金属催化剂用于制备高碳烯烃和/或用于制备乙醇。
7、优选地，所述fe-zn双金属催化剂基本不含na元素。应该注意的是，这里的不含钠元素并不排除作为杂质存在的钠元素。
8、根据本专利技术的第二方面，提供了一种根据本专利技术所述的用于二氧化碳选择性加氢反应的fe-zn双金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：
9、1)将铁的前驱体盐和锌的前驱体盐混合后配制成水溶液，将该配制的水溶液与晶粒分散助剂混合，其中，fe∶zn元素摩尔比＝5∶(1～4)；
10、2)将步骤1)中得到的溶液与ph调节剂的水溶液采用并流共沉淀方法进行沉淀反应，然后老化、分离、清洗和干燥得到沉淀物；
11、3)将步骤2)中得到的沉淀物与催化助剂前体混合，并干燥、焙烧得到催化剂前驱体，所述催化助剂前体为选自si溶胶、al溶胶、sio2粉末、al2o3粉末中的一种或多种，其中，fe元素与所述催化助剂前体中的硅元素和/或铝元素的摩尔比为5∶(0.5～3)，优选5∶(0.5～1.2)；
12、4)将步骤3)中得到的催化剂前驱体置于管式炉中，采用合成气在250～450℃下进行高温处理，得到fe-zn双金属催化剂。
13、优选地，所述铁的前驱体盐为选自三氯化铁、硝酸铁、碳酸铁、硫酸铁和柠檬酸铁铵中的一种或多种。
14、优选地，所述锌的前驱体盐为硝酸锌、醋酸锌和硫酸锌中的一种或多种。
15、优选地，所述晶粒分散助剂为选自丙三醇、乙二醇和醋酸中的一种或多种，所述晶粒分散助剂与铁和锌的前驱体盐混合后配制成水溶液的体积比为0.5～2∶1。
16、优选地，ph调节剂为选自碳酸钠、碳酸钾、氨水、碳酸氢钠、尿素和氢氧化钠中的一种或多种。
17、优选地，步骤2)中的进行沉淀反应的混合体系的ph为7～10，优选为8。
18、优选地，步骤2)中的老化在室温下进行6～24h。
19、优选地，步骤2)中的清洗为先用去离子水清洗，然后用乙醇清洗。
20、优选地，步骤3)中的焙烧温度为350～450摄氏度。
21、优选地，步骤4)中的合成气中的h2和co的摩尔比为1～2。
22、优选地，步骤4)中的高温处理条件为：温度为250～450℃；压力为0.1～0.5mpa，更优选0.2mpa；空速为1250～10000h-1，更优选5000h-1，时间为4～24h，更优选12～24h。
23、根据本专利技术的第三方面，提供了一种二氧化碳选择性加氢反应制备乙醇的方法，其包括如下步骤：
24、在根据本专利技术的fe-zn双金属催化剂的存在下使co2与h2发生还原反应得到乙醇。
25、优选地，h2与co2的摩尔比为3。
26、优选地，在固定床中进行反应，反应条件为：温度260～340℃，压力1.5～4.0mpa，空速2000～15000h-1。
27、优选地，co2的转化率为40％以上，优选45％以上，乙醇的选择性为18c-mol％以上，更优选20c-mol％以上。
28、根据本专利技术的第四方面，提供了一种二氧化碳选择性加氢反应制备高碳烯烃的方法，其包括如下步骤：
29、在根据本专利技术的fe-zn双金属催化剂的存在下使co2与h2发生还原反应得到高碳烯烃。
30、所述高碳烯烃为具有4至18个碳原子的直链或支链烯烃。
31、优选地，h2与co2的摩尔比为3。
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1.一种用于二氧化碳选择性加氢反应的Fe-Zn双金属催化剂，其中，
2.根据权利要求1所述的Fe-Zn双金属催化剂，其中，
3.一种根据权利要求1或2所述的用于二氧化碳选择性加氢反应的Fe-Zn双金属催化剂的制备方法，其包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，
6.根据权利要求3至5中任一项所述的制备方法，其中，
7.一种二氧化碳选择性加氢反应制备乙醇的方法，其包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的二氧化碳选择性加氢反应制备乙醇的方法，其中，
9.一种二氧化碳选择性加氢反应制备高碳烯烃的方法，其包括如下步骤：
10.根据权利要求10所述的二氧化碳选择性加氢反应制备高碳烯烃的方法，其中，
【技术特征摘要】
1.一种用于二氧化碳选择性加氢反应的fe-zn双金属催化剂，其中，
2.根据权利要求1所述的fe-zn双金属催化剂，其中，
3.一种根据权利要求1或2所述的用于二氧化碳选择性加氢反应的fe-zn双金属催化剂的制备方法，其包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，
【专利技术属性】
技术研发人员：刘意，邢爱华，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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