专利名称：一种Fe/成型活性炭催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明提供了一种Fe/成型活性炭催化剂及其制备方法，该催化剂适用于合成气 CO+H2直接转化制低碳烯烃——乙烯、丙稀、丁烯的制备过程。
背景技术：
目前世界消耗的燃料和化工生产所需的原料，主要依赖石油。近年来由于石油储 备的萎縮和石油价格的不断上涨，寻找石油的替代能源是无法回避的，开辟非石油资 源制备化工原料的工艺路线已经引起世界各国特别是发达国家的普遍重视。以乙烯、 丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业最基本的原料，在现代石油和化学工业中起着举足 轻重的作用。合成气是C0和H2的混合气体，其来源十分广泛。通过煤、天然气以及 生物质等原料，均可以获得合成气。随着世界石油资源的日益减少和Cl化学的迅速 发展，通过费托合成反应将合成气定向转化为低碳烯烃，开辟了非石油资源合成基本 化工原料的重要途径。催化剂是影响费托合成反应产物的关键因素。合成气定向转化 为低碳烯烃反应的催化剂一般选用Fe作为活性组分，同时加入一些助剂；催化剂的载 体通常是各种类型的分子筛和活性炭。
1996年，山西煤炭化学研究所开发了两段合成汽油的方法，催化剂为Fe—Mn超 细粒子催化剂，第一段反应温度为335°C， C0转化率为96%，产物分布为C1013.5 %， C202. 85%， C2 = 7. 17%， C301. 64， C3 = 9.76%， C401. 14%， C4 = 5. 85%， C5 一C958.29， C027%。上述结果虽然较好，但从C1一C9的烃类都有生成，产物分布较 宽，后处理分离困难，低碳烯烃的含量不是很理想。
专利CN1065026A中，催化剂采用化学沉淀法、机械混合法制备，以锆为主活性组
分，使用多种贵金属或稀有金属，如铌、镓、镨、钪、铟、镱、铈、镧等作为助剂， 虽然乙烯选择性可达65% 94%，但CO转化率却很低，只有10%、 12%和15%左右。 原料气C0的循环使用和贵重金属的加入势必会增加成本。
由此可见，要降低通过合成气制备低碳烯烃的成本，需要在催化剂的制备过程中 减少或避免使用贵重金属；同时提高催化剂的活性以避免原料气的循环使用；尽量减 少C5+烃类产物的生成。
专利CN1083415中制备的铁-锰催化剂，以强碱(I A族金属)K或Cs离子作为助 剂，在压力1.0 5.0MPa，温度300 400。C的反应条件下，可获得较高的活性(C0转 化率90%以上)和选择性(烯烃选择性66%以上)。其使用的载体为MgO等IIA族碱土金属氧化物或高硅沸石分子筛(或磷铝沸石)。
活性炭具有显著发达的细孔结构，耐高温、耐酸、耐碱能力强，是做催化剂载体的理想材料。同时活性炭与催化剂活性组分之间有很强的相互作用，使活性炭负载催化剂在适当温度下有足够高的还原度，从而获得很高的催化活性。
专利ZL03109585.2是本课题组研制的Fe/活性炭催化剂，是以粉体活性炭为载体，以锰、铜、锌、硅、钾等为。该催化剂用于合成气制低碳烯烃的反应，在无原料气循环的条件下C0转化率可达96% 99% ，碳氢化合物在气相产物中的含量可达69. 5%，乙烯、丙稀、丁烯在碳氢化合物中的选择性可达68%以上，液相产物主要为水，效果较好。但该催化剂制备时使用的铁盐和助剂锰盐为较贵且较难溶解的草酸铁和乙酸锰，同时使用了乙醇作为溶剂，这就不可避免的会增加催化剂制备过程中的原料成本和操作成本。且在催化剂用于工业生产中所必要经过的再次塑型过程中，催化剂活性和选择性等性能会不可避免的降低，增加了生产的成本和负担。
发明内容
本发明的目的是提供一种以成型活性炭(简称AC)为载体的Fe/成型活性炭催化剂，本发明的另一目的是提供一种Fe/成型活性炭催化剂的制备方法。该Fe/成型活性炭催化剂主要用于合成气CO+H2直接转化制低碳烯烃。
本发明提供的Fe/成型活性炭催化剂，是以成型活性炭为载体，负载的主要活性组分是Fe，辅助组分是Mn及微量金属；
催化剂中各组成的质量百分含量为
Fe: 16 50%，
Mn: 0 40%，
微量金属总量1~15%，
成型活性炭20 55%;
各组成更适合的质量百分含量为-
Fe: 35 45%，Mn: 15 20%,
微量金属总量2 8%，
成型活性炭35 45%;
所述成型活性炭是椰壳炭、果壳炭或木材炭，其外形为花瓣形、球形、挤条形或压片形，尺寸《5mm;所述微量金属是K、 Mg、 Na、 Ca、 Ni或Cu中的一种到三种；
5催化剂中各组成的存在形式主要是铁锰尖晶石结构(Fe， Mn) O、 a-Fe 、炭化铁、氧化铁、微量金属氧化物。催化剂按如下步骤制备
A. 将可溶性铁盐、可溶性锰盐和可溶性微量金属盐溶于溶剂中配制质量浓度为0.32~0.86g/ml的浸渍溶液，再加入0. 01-1 wt^的分散剂；配制的浸渍溶液中各金属元素质量百分含量分别是Fe: 24.62 80%， Mn: 0 62%，微量金属7.68~20%，将浸渍溶液分成2-4份待用；
所述浸渍溶液中的阴离子是硝酸根、碳酸根、草酸根；所述的溶剂是水、乙醇或
水与乙醇的混合物，水与乙醇的混合物中水与乙醇的体积比是2-l: 1;所述微量金属
是Li、 Mg、 Na、 Ca、 Ni和Cu中的一种到四种；所述分散剂是脂肪醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)、十二垸基苯磺酸钠(SDBS)或乙二胺四乙酸二钠(EDTA)。
B. 在真空条件下，将成型活性炭浸渍到第l份浸渍溶液中，滤去浸渍液，在25 ll(TC的条件下，将浸渍了活性组分的活性炭干燥；在流速为20 40ml/min的保护气保护下，在10(TC 20(TC区间，煅烧0 1小时，再在300。C 40(TC区间，煅烧1~3小时，将煅烧好的催化剂取出钝化；所述的保护气是氮气、氦气或氩气；
成型活性炭的用量按步骤A制备的总浸渍溶液中所含铁元素质量与炭的质量比为
1: 0.57 1: 2.2确定；所述的成型活性炭是椰壳炭、果壳炭或木材炭，其外形为花瓣
形、球形、挤条形或压片形(尺寸大小约为5mm);成型活性炭要先进行水洗、酸洗、
碱洗、煮沸、超声等预处理，以除去重金属杂质及cr和SO/.等影响催化活性的阴离子。
C. 将步骤B钝化后的催化剂按照步骤B的方法重复进行浸渍、干燥、煅烧、钝化，重复操作"3次，最后一次煅烧在500'C 90(TC区间，煅烧4 10小时，制得Fe/成型AC活性炭催化剂。
将得到催化剂应用于合成气制低碳烯烃的反应中，具体性能结果见实施例。本发明的有益效果是本催化剂使用已成型的活性炭为载体，解决了催化剂在制备后再次成型造成的催化活性及选择性降低的问题。通过对成型活性炭进行酸洗、碱洗、水洗等预处理，有效防止了活性炭孔道的塌陷和扩大。提出了多浸多烧和分段煅烧的方法，使活性组分及助剂充分均匀的分布在活性炭孔道中，提高了催化剂的催化性能及稳定性。所提供的的方法工艺简便，原料易得且不贵，催化剂成本低廉。
本催化剂用于合成气直接转化制低碳烯烃的反应中，反应条件温和，催化活性高，合成气使用率高，可节约能源，降低成本。而这种以成型活性炭为载体用于合成气制
6低碳烯烃的催化剂，未见文献报道。
具体实施例方式
实施例1:
A. 按元素质量百分含量Fe=53.8 wt% ， Mn=38.5 wt% ， Li=7.7 wt^称取10. 8214g硝酸铁、3.4934g硝酸锰、2. 1161g硝酸锂，溶于20ml水中配成溶液，加入一滴分散剂AEO-3，搅拌配制成浸渍液；
按2: 2: 1的体积比将浸渍液分为三组。
B. 在真空条件下，将1.5004g压片果壳炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，置于烘箱中于5(TC干燥72小时，将干燥后得到的物质在20ml/min的流动氮气保护下，10(TC煅烧0.5小时，300。C煅烧3小时，钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B;再将干燥得到的物质浸渍第三组溶液，干燥后在65CTC， 20ml/min的流动氮气保
护下煅烧4小时，然后钝化24小时，得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=34.98wt%， Mn=25.03 wt%， Li=5.01wt%，成型AC=34.98 wt% 。
筛取40 S0目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能稳定后，测得CO转化率95.14%，气相产物中碳氢化合物含量为83.47%，其中Q .94%， C205.91 %， C2=7.09%， C307.94%， C3=7.08%， C4011.7%， C4=16.58%， C5025.89%， C2= C4=30.75%，液相产物为水。
实施例2:
A. 按元素质量百分含量Fe =41.67 wt%， Mn =41.67 wt%， Mg=8.33wt%， Cu二8.33wtX称取6.241g草酸铁、4.8818g硝酸锰、3.1985g硝酸镁、1.1291g硝酸铜，溶
于30ml水和乙醇混合液配成溶液(水乙醇=2: 1)，搅拌配制成浸渍液；按l: 1: 1: 1的体积比将浸渍液分为四组。
B. 在真空条件下，将2.4016g挤条椰壳炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，置于烘箱中于9(TC干燥24小时。将干燥后得到的物质在20ml/min的流动氦气保护下，40(TC煅烧2小时，然后钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B;
D. 将步骤C干燥后得到的物质浸渍到第三组溶液中；其他步骤同步骤B;再将干燥得到的物质浸渍第三组溶液，干燥后在70(TC， 30ml/min的流动氦气保 护下煅烧4小时，然后钝化24小时，得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量 是Fe=25.00wt%， Mn=25.00wt%， Mg=4.99wt%， Cu=4.99wt%，成型AO40.02 wt%。
筛取40 80目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率94.18%，气相产物中碳氢化合物含量为85.73%，其中d°8.41 %， C205.64%， C2=8.60%， C309.23%， C3=8.08%， C4018.00%， C4=16.55%， C5027.75 %， C2= C4=33.23%，液相产物为水。
实施例3:
A. 按元素质量百分含量Fe =71.44 wt% ， Mn =14.28 wt% ， Na =7.14wt% ， Ca =7.14 wtX称取10. 8225g硝酸铁、0. 9758g硝酸锰、0. 6909g碳酸钠、0. 8845g硝酸钙，溶 于20ml水中配成溶液，搅拌配制成浸渍液；
按2: 2: 1的体积比将浸渍液分为三组。
B. 在真空条件下，将0.6092g花瓣果壳炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，25 3(TC条件下自然干燥150小时。将干燥后得到的物质在40(TC， 20ml/min的流动氩气 保护下煅烧1小时，然后钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B; 再将干燥得到的物质浸渍第三组溶液，干燥后在40(TC， 30ml/min的流动氩气保
护下煅烧l小时，再在600'C， 30ml/min的流动氩气保护下煅烧7小时，然后钝化24 小时，得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=50.00wt%， Mn=9.99 wt %， Na=4.99wt%， Ca=4.99wt%，成型AC=30.03 wt% 。
筛取40 S0目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率94.96%，气相产物中碳氢化合物含量为86.37%，其中C,8.51 %， C202.75%， C2=16.44%， C305.42o%， C3=ll.ll%， C4016.95%， C4=13.42%， C5023.38 %， C2= C4=44.5%，液相产物为水。
实施例4:
A.按元素质量百分含量Fe =64.98 wt%， Mn =30.07 wt%， Mg=4.95wt%，称取10.8199g硝酸铁、2.2591g硝酸锰、1.2188g硝酸镁，溶于20ml水中配成溶液，搅 拌配制成浸渍液；
按l: 1: 1的体积比将浸渍液分为三组。
B. 在真空条件下，将1.5023g花瓣椰壳炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，70'C 条件下水浴干燥96小时。将干燥后得到的物质在20ml/min的流动氮气保护下，200°C 煅烧l小时，350"C煅烧2小时，钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B; 再将干燥得到的物质浸渍第三组溶液，干燥后在IO(TC， 30ml/min的流动氮气保
护下煅烧l小时，接着在65(TC， 30ml/min的流动氮气保护下煅烧5小时，然后钝化 24小时。得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=39.39 wt% ， Mn=18.22 wt%， Mg=3.00wt%，成型AC=39.39 wt%。
筛取40 80目钝化好的的催化剂粉体lml,装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率91.59%，气相产物中碳氢化合物含量为67.78X，其中C 18.79 %， C2。10.58%， C2=15.65%， C307.99%， C3=18.38%， C4。5.32%， C4=12.32%， C5015.13 %， C2= C4=46.35%，液相产物为水。
实施例5:
A. 按元素质量百分含量Fe =24.62 wt% ， Mn =64.54 wt% ， Ca =6.15wt% ， Li =7.69 wtX称取6.2411g草酸铁、12.7974g硝酸锰、2.2107g硝酸钙、4.6182g硝酸锂，溶于 30ml水和乙醇的混合液中配成溶液(水乙醇=2: 1)，加入一滴分散剂SDBS，搅拌
配制成浸渍液；
按1: 1的体积比将浸渍液分为两组。
B. 在真空条件下，将3.2812g挤条木材炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，110°C 条件下烘箱干燥50小时。将干燥后得到的物质在40(TC， 20ml/min的流动氦气下煅烧 2小时，然后钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中，混合搅拌均匀，ll(TC条件下 烘箱干燥50小时。
再将干燥得到的物质在400°C， 30ml/min的流动氦气保护下煅烧1小时，再在 卯(TC， 30ml/min的流动氦气保护下煅烧7小时，然后钝化24小时，得到Fe/成型活 性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=16.00wt%， Mn=40.00wt%， Ca=4.00wt%，Li=5.00wt%，成型AC=35.00 wt%。
筛取40 80目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率23.49%,气相产物中碳氢化合物含量为51.28%，其中C,7.33 %， C204.21%， C2=4.65%， C3011.29%， C3=9.01%， C4020.29%， C4=16.22%， C5023.22 %， C2= C4=29.88%，液相产物为水。
实施例6:
A. 按元素质量百分含量Fe =80 wt%， Mg =15.56 wt%， Ca =4.44 wt^称取 10.8119g硝酸铁、3.112g硝酸镁、0.4912g硝酸钙，溶于20ml水中配成溶液，加入一 滴分散剂AEO-3，搅拌配制成浸渍液；
按2: 2: 1的体积比将浸渍液分为三组。
B. 在真空条件下，将2.2917g压片果壳炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，80°C 条件下水浴干燥72小时。将干燥后得到的物质在20ml/min的流动氩气保护下，IO(TC 煅烧1小时，40(TC煅烧1小时，钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B; 再将干燥得到的物质浸渍第三组溶液，干燥后在40(TC， 30ml/min的流动氩气保
护下煅烧l小时，接着在80(TC， 30ml/min的流动氩气保护下煅烧5小时，然后钝化 24小时。得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=36.00wt%， Mg=7.00 wt%， Ca=2.00wt%，成型AC=55.00 wt% 。
筛取40 S0目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率92.49% ，气相产物中碳氢化合物含量为63.80%，其中C^19.91 %, C2011.46%， C2=14.08%， C308.87%， C3=14.23%， C407.76%, C4=7.62%， C5013.85 %， C2= C4=35.93%，液相产物为水。
实施例7:
A.按元素质量百分含量Fe =58.33 wt%， Mn =40.01 wt%， Li =1.66 wt^称取 10.8221g硝酸铁、3.3486g硝酸锰、0.4208g硝酸锂，溶于20ml水中配成溶液，搅拌配 制成浸渍液；
按l: 1: 1: 1的体积比将浸渍液分为四组。
10B. 在真空条件下，将1.7143g花瓣木材炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，25 35'C条件下自然干燥120小时。将干燥后得到的物质在20ml/min的流动氦气保护下， 35(TC煅烧2小时，然后钝化24小时
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B;
D. 将步骤C干燥后得到的物质浸渍到第三组溶液中；其他步骤同步骤B; 再将干燥得到的物质浸渍第四组溶液，干燥后在40(TC， 30ml/min的流动氦气保
护下煅烧l小时，再在75(TC， 30ml/min的流动氦气保护下煅烧5小时，然后钝化24 小时。得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=34.99 wt%， Mn=24.00 wt %， Li=1.00wt%，成型AO御l wt% 。
筛取40 80目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率95.31%，气相产物中碳氢化合物含量为91.39%，其中C^7.5 %， C203.61 %， C2=9.68%, C308.11 %， C3=8.24%， C4021.86%， C4=13.11%， C5026.85 %， C2= C4=31.03%，液相产物为水。
实施例8:
A. 按元素质量百分含量Fe =43.75 wt% ， Mn =37.5 wt% ， Mg =3.75wt% ， Cu =8.75 wt%， Ni =6.25 wt^称取6.2411g草酸铁、4.1844g硝酸锰、1.3714g硝酸镁、U297g 硝酸铜、1.0533g硝酸镍，溶于40ml乙醇中配成溶液，搅拌配制溶液；
按3: 2的体积比将浸渍液分为两组。
B. 将0.8572g球形果壳炭和第一组浸渍液置于超临界高压釜中，加入无水乙醇， 约至高压釜的3/5处，密封并通入氦气除去空气，打开电源加热至262"C，保温半个小 时，打开出气阀，缓慢放出乙醇溶剂，完毕后关闭电源，打开进气阀并通入氦气，直 至降到室温，关闭氦气，钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质与到第二组浸渍液一起置于超临界高压釜中；其他 步骤同步骤B;得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含量是Fe=35.00 wt%， Mn=30.00wt%， Mg=3.00wt%， Cu=7.00wt%， Ni=5.00wt%，成型AC=20.00 wt% 。
筛取40~80目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率86.77% ，气相产物中碳氢化合物含量为53.13%，其中dQ12.58
li%， C2U8.03%， C2=6.87%， C3"4.87%， C3=3.56%， C4"19.34%， C4=5.58%， C,36.83 %， C2= C4=16.01%，液相产物为水。 实施例9:
A. 按元素质量百分含量Fe =58.33 wt%， Mn =16.67 wt%， Li=5wt%， Cu =11.67 wt%， Ca=8.33 wt^称取6.2421g草酸铁、1.3952g硝酸锰、1.2674g硝酸锂、1.1300g 硝酸铜、1.2639g硝酸钙，溶于20ml水中配成溶液，加入一滴分散剂EDTA，搅拌配 制成浸渍液；
按l: 1: 1的体积比将浸渍液分为三组。
B. 在真空条件下，将1.7143g球形椰壳炭浸入第一组溶液中，混合搅拌均匀，6(TC 条件下水浴干燥72小时。将干燥后得到的物质在20ml/min的流动氮气保护下，20(TC 煅烧1小时，35(TC煅烧2小时，钝化24小时。
C. 将步骤B干燥后得到的物质浸渍到第二组溶液中；其他步骤同步骤B; 再将干燥得到的物质浸渍第三组溶液，干燥后在在80(TC， 30ml/min的流动氮气
保护下煅烧6小时，然后钝化24小时。得到Fe/成型活性炭催化剂，其中各组分的含 量是Fe=35.14wt%， Mn =10.00 wt%， Li=3.00wt%， Cu=7.00wt%， Ca=5.00wt%， 成型AC=39.86 wt%。
筛取40 S0目钝化好的的催化剂粉体lml，装入固定床反应器中，在加热条件下 用氢气还原，而后切换为合成气(体积比CO: H2=l: 2)，加热条件下连续反应。每 小时气相色谱在线检测一次气相产物，液相产物经冷阱收集。反应4小时催化剂性能 稳定后，测得CO转化率卯.Ol % ，气相产物中碳氢化合物含量为69.02% ，其中CA4.68 %， C2011.74%， C2=15.31%， C308.12%， C,16.59%， C407.97%， C4=10.52%， C5015.47 %， C2= C4=42.42%，液相产物为水。
权利要求
1. 一种Fe/成型活性炭催化剂，是以成型活性炭为载体，负载的主要活性组分是Fe，辅助组分是Mn及微量金属，催化剂中各组成的质量百分含量为Fe16～50％，Mn0～40％，微量金属总量 1～15％，成型活性炭20～55％；所述成型活性炭是椰壳炭、果壳炭或木材炭，其外形为花瓣形、球形、挤条形或压片形，尺寸≤5mm；所述微量金属是K、Mg、Na、Ca、Ni或Cu中的一种到三种；催化剂中各组成的存在形式主要包含铁锰尖晶石结构(Fe，Mn)O、α-Fe、炭化铁、氧化铁、微量金属氧化物。
2. 根据权利要求l所述的Fe/成型活性炭催化剂，其特征是催化剂中各组成的质 量百分含量为Fe: 35 45 %，Mn: 15 20 %，微量金属总量2 8 %，成型活性炭35 45 %。
3. —种如权利要求l所述的Fe/成型活性炭催化剂的制备方法，具体制备步骤如下A. 将可溶性铁盐、可溶性锰盐和可溶性微量金属盐溶于溶剂中配制质量浓度为 0.32~0.86g/ml的浸渍溶液，再加入0. 01-1 wtX的分散剂；配制的浸渍溶液中各金属 元素质量百分含量分别是Fe: 24.62 80%， Mn: 0 62%，微量金属7.68~20%， 将浸渍溶液分成2-4份待用；所述浸渍溶液中的阴离子是硝酸根、碳酸根、草酸根；所述的溶剂是水、乙醇或 水与乙醇的混合物；所述微量金属是Li、 Mg、 Na、 Ca、 Ni和Cu中的一种到四种； 所述分散剂是脂肪醇聚氧乙烯(3)醚、十二烷基苯磺酸钠或乙二胺四乙酸二钠；B. 在真空条件下，将成型活性炭浸渍到第1份浸渍溶液中，滤去浸渍液，在25 ll(TC的条件下，将浸渍了活性组分的活性炭干燥；在流速为20 40ml/min的保护气 保护下，在100。C 20(TC区间，煅烧0 1小时，再在300。C 40(TC区间，煅烧1 3 小时，将煅烧好的催化剂取出钝化；所述的保护气是氮气、氦气或氩气；所述成型活性炭的用量按步骤A制备的总浸渍溶液中所含铁元素质量与炭的质量比为l: 0.57~2.2确定；所述的成型活性炭是椰壳炭、果壳炭或木材炭，其外形为花瓣 形、球形、挤条形或压片形；尺寸《5mm;C.将步骤B钝化后的催化剂再按照步骤B的方法浸渍到其余1~3份的浸渍液中、 干燥、煅烧、钝化；重复操作1 3次，最后一次煅烧在50(TC 90(TC区间，煅烧4~10 小时，制得Fe/成型AC活性炭催化剂。
4.根据权利要求3所述的Fe/成型活性炭催化剂的制备方法，其特征是步骤A所 述的水与乙醇的混合物中水与乙醇的体积比是2-1: 1;步骤B所述的成型活性炭要先进行水洗、酸洗、碱洗、煮沸和超声预处理，以除 去重金属杂质及影响催化活性的阴离子。
全文摘要
本发明提供了一种Fe/成型活性炭催化剂及其制备方法，提供的Fe/成型活性炭催化剂，是以成型活性炭为载体，负载的主要活性组分是Fe，辅助组分是Mn及微量金属。本催化剂使用已成型的活性炭为载体，采用多次浸渍多次煅烧方法，有效的使主催化组分Fe以及助剂高度分散到载体内部孔道上；在煅烧过程中使用分段煅烧法，更合理的调整了组分晶形，提高了催化剂的催化性能及稳定性。避免了普通Fe/活性炭催化剂再次成型过程中造成催化活性及选择性降低的问题。所提供的方法工艺简便，原料易得，催化剂成本低廉。本催化剂用于合成气CO+H<sub>2</sub>直接转化制低碳烯烃的反应中，反应条件温和，催化活性高，合成气使用率高。
文档编号B01J23/745GK101480614SQ20091007609
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月5日 优先权日2009年1月5日
发明者张敬畅, 曹维良, 根 李 申请人:北京化工大学