[发明专利]基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂，其特征在于：它以一种有机凝胶为模板，通过溶胶凝胶法制备得到；以金属组分为核，多孔材料为壳；其中金属组分包括第一种金属组分Co，第二种金属组分为Ce、La、Zr中的一种，第三种金属组分Pt、Ru、Rh、Re中的一种；在成品催化剂中，各金属组分的重量百分比为：第一种金属组分：10～35％，第二种金属组分：0.5～10％；第三种组分：0.02～2％，余量为载体；载体为多孔材料，其组分是纳米二氧化硅或氧化铝，其形状为球形；其孔径在1～20nm，比表面积为300～500m²/g，其中活性组分的粒径在0.5～20nm。

2.根据权利要求1所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂，其特征在于：金属组分重量百分比为：第一种金属组分：15～30％，第二种金属组分1％～5％；第三种金属组分：0.05％～2％，余量为载体。

3.根据权利要求1或2所述的多孔材料限域的用于费托合成的钴基催化剂，其特征在于：所述的载体为多孔材料，其孔径在1～10nm，比表面积为300～400m²/g，其中活性组分的粒径在0.5～5nm。

4.根据权利要求1或2所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂，其特征在于：所述的载体为多孔材料，其孔径在10～15nm，比表面积为400～500m²/g，其中活性组分的粒径在6nm～15nm。

5.根据权利要求1或2所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂，其特征在于：所述的载体为多孔材料，其孔径在10～20nm，比表面积为400～500m²/g，其中活性组分的粒径在16～20nm。

6.权利要求1～5所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂的制备方法，其制备方法采用有机凝胶模板法，包括如下步骤：

1)原料选取：按各组份重量百分比选取正硅酸乙酯或硝酸铝、第一种金属钴的水溶性盐类、第二种金属组分和第三种金属组分的硝酸盐或亚硝酰基硝酸盐及凝胶模板剂备用；

2)将模板剂溶解在极性溶剂中，然后在恒温下向上述溶液中加入含有各种金属盐的水溶液，加入适量氨水调节pH值到8～10，恒温搅拌0.1～3小时；

3)向上述溶液中加入计算量的正硅酸乙酯或硝酸铝，并继续恒温搅拌3-24小时；

4)对上述反应物在90～150℃下进行喷雾干燥，得到有机-无机杂化材料；

5)将喷雾干燥后的粉末放入马弗炉中，在300～750℃焙烧3h-12h，制得成品催化剂。

7.根据权利要求6所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂的制备方法如下：

步骤4)利用溶胶凝胶模板法制备得到的凝胶在110～150℃喷雾干燥得到有机-无机杂化材料。

8.根据权利要求6或7所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂的制备方法如下：

步骤5)将喷雾干燥后的粉末放入马弗炉中，在350～700℃焙烧5h～10h，制得成品催化剂。

9.根据权利要求6或7所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂的制备方法，其特征在于：所用的凝胶模板剂是含有胺基的两亲性线形高分子。

10.根据权利要求6或7所述的基于多孔材料限域的费托合成钴基纳米催化剂的制备方法，其特征在于：配置溶液时，所用的第一种活性金属组分钴的盐为硝酸钴、乙酸钴或碳酸钴；第二种金属组分的盐为金属的硝酸盐；第三种金属组分的盐为金属的硝酸盐。