[发明专利]合成气制重质烃产物的费托合成催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种合成气制重质烃产物的费托合成催化剂，所述催化剂的组分包括四氧化三钴纳米颗粒和介孔纳米二氧化硅小球；

所述四氧化三钴纳米颗粒粒径范围为10-30nm，平均粒径为12.1~15.3nm，所述四氧化三钴纳米颗粒均匀分散在介孔纳米二氧化硅小球之间；

所述介孔纳米二氧化硅小球粒径为20~50nm；

所述催化剂中存在小孔和大孔的双孔孔径分布，所述小孔存在于介孔纳米二氧化硅小球中，所述大孔存在于介孔纳米二氧化硅小球之间，其中小孔孔径范围为2~5nm，大孔孔径范围为10~100 nm；

所述催化剂的比表面积为627.2~762.1m²/g；

所述催化剂的孔容为1.27~1.81 cm³·g^-1。

2.根据权利要求1所述的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂，其特征在于：所述催化剂的组分还包括助剂，所述催化剂中助剂元素的质量百分比含量为0.01~20%。

3.根据权利要求2所述的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂，其特征在于：所述助剂元素为钌或锆。

4.根据权利要求1或2或3所述的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂，其特征在于：所述催化剂中钴元素质量百分比含量为10-30%。

5.一种权利要求1所述的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂的制备方法，其步骤如下：

（1）介孔纳米二氧化硅小球的制备：

将十六烷基三甲基溴化铵和二乙醇胺加入到盛有蒸馏水的容器中，在40℃条件下搅拌1h；然后加入正硅酸四乙酯并继续搅拌2h；结束后，过滤洗涤，然后在120℃干燥12h，最后经550℃焙烧6h得到白色粉末状介孔纳米二氧化硅小球；

其中，十六烷基三甲基溴化铵、二乙醇胺、蒸馏水以及正硅酸四乙酯的用量比例为4.59g：0.45g：238mL：34.67g；

（2）催化剂的制备：

室温下将钴盐溶于水中，然后在搅拌下加入6-8mol/L氨水，搅拌20 min后，将得到的悬浮溶液转入到高压反应釜中，然后加入步骤（1）所制备的介孔纳米二氧化硅小球，在160℃保持5h，冷却到室温，产物经过旋转蒸发干燥，然后依次经干燥和焙烧后得到所述催化剂；

其中，钴盐、水以及6-8mol/L氨水用量比例为1g：10mL：1mL；

所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴或乙酰丙酮钴。

6.一种权利要求2或3所述的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）介孔纳米二氧化硅小球的制备：

将十六烷基三甲基溴化铵和二乙醇胺加入到盛有蒸馏水的容器中，在40℃条件下搅拌1h；然后加入正硅酸四乙酯并继续搅拌2h；结束后，过滤洗涤，然后在120℃干燥12h，最后经550℃焙烧6h得到白色粉末状介孔纳米二氧化硅小球；

其中，十六烷基三甲基溴化铵、二乙醇胺、蒸馏水以及正硅酸四乙酯的用量比例为4.59g：0.45g：238mL：34.67g；

（2）含助剂的介孔纳米二氧化硅小球的制备：

通过直接加入合成法或等体积浸渍法加入助剂；

其中，所述直接加入合成法加入助剂是在步骤（1）过程中加入正硅酸四乙酯之前加入并搅拌1h；所述等体积浸渍法是在步骤（1）得到介孔纳米二氧化硅小球后通过等体积浸渍法加入；

（3）催化剂的制备：室温下将钴盐溶于水中，然后在搅拌下加入6-8mol/L氨水，搅拌20 min后，将得到的悬浮溶液转入到高压反应釜中，然后加入步骤（2）所制备的含助剂的介孔纳米二氧化硅小球，在160℃保持5h，冷却到室温，产物经过旋转蒸发干燥，然后依次经干燥和焙烧后得到所述催化剂；

其中，钴盐、水以及6-8mol/L氨水用量比例为1g：10mL：1mL；

所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴或乙酰丙酮钴。

7.权利要求1-4中任一所述的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂在费托合成反应中的应用。

8.根据权利要求5所述的制备方法制备的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂在费托合成反应中的应用。

9.根据权利要求6所述的制备方法制备的合成气制重质烃产物的费托合成催化剂在费托合成反应中的应用。