一种碱土金属掺杂的铁基CO2加氢催化剂的制备方法

本发明涉及一种提高铁基co2加氢催化剂性能的方法，具体涉及一种碱土金属掺杂的铁基co2加氢催化剂的制备方法。

背景技术：

1、温室效应导致的环境问题越来越严重，因此人们对于温室效应也越来越关注。co2是导致温室效应的主要气体之一，正确的处理与利用co2是目前研究的热点。将co2转化为烃类是十分有效的利用co2的方法之一。铁基催化剂因其可以原位生成co2转化为烃类所需的活性位而成为常用的co2加氢催化剂。但是，在没有助剂的情况下，铁基催化剂的性能往往不如人意。

2、传统的助剂被分为两类：1.电子助剂碱金属，如：na，k等；2.结构助剂过渡金属，如：mn，co，cu和zn等。co2更容易吸附在碱性位点上。将碱金属加入到fe基催化剂中，碱金属可以向fe的d轨道提供电子，增加催化剂表面的碱度，进而促进co2的吸附，抑制h2的吸附。结构助剂可以促进催化剂的分散，改善产物的分布。在过往的研究中电子助剂与结构助剂往往配合一起使用以期获得更好的催化性能。但是，由于传统的电子助剂与结构助剂的研究已经很深入了，它们对于催化剂性能的提升也达到了极限。因此，需要引入新的助剂进一步提高催化剂的性能。

技术实现思路

1、发明目的：本发明旨在提供一种有利于进一步提高催化剂性能的碱土金属掺杂的铁基co2加氢催化剂的制备方法。

2、技术方案：本发明所述的碱土金属掺杂的铁基co2加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

3、将碱土金属盐，fecl3·6h2o以及mcl2溶于溶剂中形成溶液a(以过渡金属掺杂的铁基催化剂为主体，再将碱土金属掺杂进去)，将naoh溶液滴入溶液a中，搅拌后静置老化过夜，过滤，洗涤，干燥，干燥后的催化剂放入马弗炉煅烧；其中m＝co，cu或zn。

4、优选地，naoh的摩尔量是所有金属离子的5倍以上，目的是使用过量的naoh将溶液a中的金属离子沉淀下来。

5、优选地，所述碱土金属盐为碱土金属的乙酸或草酸盐。

6、优选地，所述碱土金属为mg，ca，sr或ba。

7、优选地，所述碱土金属盐，fecl3·6h2o和mcl2的摩尔比为0.1～10:0.1～10:20。

8、优选地，所述煅烧温度至少在600℃以上。

9、优选地，煅烧后使用浸渍法，以nahco3或naco3为前驱体，在催化剂中掺杂na作为电子助剂；掺杂的na的质量为总催化剂质量的1-3％。

10、优选地，所述干燥温度为60-80℃，搅拌时间为3-6h，老化时间为8～12h。

11、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：所述碱土金属掺杂的铁基co2加氢催化剂在单纯的铁基co2加氢催化剂的基础上，引进了新的助剂：碱土金属；碱土金属的引进可以进一步提高铁基co2加氢催化剂的co2转化率，降低co选择性，增加co2转化为烃类的fty值，并且还调节了催化剂中活性位点的比例。这在高性能催化剂的研究上具有广阔的前景。

技术特征：

1.一种碱土金属掺杂的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱土金属盐为碱土金属的乙酸或草酸盐。

3.根据权利要求1所述铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱土金属为mg，ca，sr或ba。

4.根据权利要求1所述铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱土金属盐，fecl3·6h2o和mcl2的摩尔比为0.1～10:0.1～10:20。

5.根据权利要求1所述的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度至少在600℃以上。

6.根据权利要求1所述的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，煅烧后使用浸渍法，以nahco3或naco3为前驱体，在催化剂中掺杂na作为电子助剂。

7.根据权利要求1所述的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，掺杂的na的质量为总催化剂质量的1-3％。

8.根据权利要求1所述的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为60-80℃。

9.根据权利要求1所述的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为3-6h。

10.根据权利要求1所述的铁基co2加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述老化时间为8～12h。

技术总结
本发明公开了一种碱土金属掺杂的铁基CO<subgt;2</subgt;加氢催化剂的制备方法，该方法是将碱土金属(如：Mg，Ca，Sr和Ba)掺杂进铁基催化剂中以提高催化剂的性能。本发明利用简单的共沉淀法首次将碱土金属作为助剂引入到铁基CO<subgt;2</subgt;加氢催化剂中，且使用的原料无毒无害，价格经济，使得工业化的催化剂生产。

技术研发人员：黄凯,蔡振宇,傅淑霞
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14