[发明专利]一种光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂， 其中，所述光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂的化学式为Fe/Fe_xO_y/ZnO/Al₂O₃；其中，Fe_xO_y为Fe₃O₄或Fe₂O₃；

其特征在于，所述光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂的制备方法包括如下步骤：

1)配制混合金属盐溶液：将铁盐、锌盐和铝盐溶解于去离子水中，加入沉淀剂，充分溶解后，在20～80℃水浴，晶化8～24h，得到粗产物；

2)将步骤1)得到的粗产物洗涤、干燥，即得到前驱体水滑石材料；

3)将步骤2)得到的前驱体水滑石材料在氢氩混合气气氛中以2～5℃·min^-1升温速率升温到350～650℃，保持2～5h，完毕后切换至氮气气氛，自然降温到室温，即得到所述光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂。

2.一种如权利要求1所述光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂在光催化费托反应中的应用，其特征在于，所述光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂用于光催化费托反应包括如下步骤：在可透光的密闭反应釜中加入铁基光催化剂20～100mg，通入稀释的合成气，进行全光谱光照，采用气相色谱检测产物随时间变化；所述合成气为包括CO、H₂和N₂的混合气体，其中所述CO、H₂和N₂的体积比为20:60:20。

3.如权利要求1所述的光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配制混合金属盐溶液：将铁盐、锌盐和铝盐溶解于去离子水中，加入沉淀剂，充分溶解后，在20～80℃水浴，晶化8～24h，得到粗产物；

2)将步骤1)得到的粗产物洗涤、干燥，即得到前驱体水滑石材料；

3)将步骤2)得到的前驱体水滑石材料在氢氩混合气气氛中以2～5℃·min^-1升温速率升温到350～650℃，保持2～5h，完毕后切换至氮气气氛，自然降温到室温，即得到所述光催化一氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基光催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述铁盐溶解于去离子水中的浓度为0.2～0.05mol·L^-1；所述锌盐溶解于去离子水的浓度为0.1～0.02mol·L^-1；所述铝盐溶解于去离子水中的浓度为0.1～0.02mol·L^-1；所述铁盐、锌盐和铝盐的摩尔比为3～1:1:1；所述铁盐为硝酸铁、氯化铁或硫酸铁；所述锌盐为硝酸锌、氯化锌或硫酸锌；所述铝盐为硝酸铝、氯化铝或硫酸铝；

所述沉淀剂为氢氧化钠，沉淀剂的加入摩尔数为铁盐、锌盐和铝盐摩尔总数的2～8倍。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，洗涤的方式为用去离子水洗涤3～6次，干燥的温度为60～80℃，干燥的时间为6～20h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所得到的前驱体水滑石材料的化学式为[Zn²⁺_1-m-nFe³⁺_mAl³⁺_n(OH)₂]^(m+n)+·(A^x-)_(m+n)/x·yH₂O，其中0.2≤m+n≤0.33；x为阴离子的化合价数；y为结晶水数量，y的取值范围为0.5～9；A^x-是NO₃^-或CO₃^2-。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述氢氩混合气中氢气的体积分数为10％。