[发明专利]FT合成催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种FT合成催化剂及其制备方法和应用，所述FT合成催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性金属组分，其中，所述活性金属组分选自Co、Fe、Ru中的一种或多种，所述载体为树莓型氧化物微球，所述树莓型氧化物微球为表面具有一个大孔的中空微球，所述中空微球内部具有一中空结构，所述大孔与所述中空结构贯通形成一端开口的空腔，所述树莓型氧化物微球中的氧化物选自氧化锆和氧化钛中的一种或多种。本发明的FT合成催化剂具有可提高FT合成的转化率和C5+烃类选择性，并降低甲烷选择性和CO₂选择性，同时催化剂的甲烷选择性并不会因温度的升高有明显升高，明显解决了FT合成反应的扩散问题。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种FT合成催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在过去几十年中,大量文献对无机空壳微球材料进行了研究报道。与一般的密实球体相比较，空心材料密度更小，比表面积更大，在药物催化剂载体、气体吸附剂等诸多领域得到了广泛应用，近年来，无机空壳微球材料的研究与应用正受到越来越多的关注。

氧化锆空心球形粉末是用于航空发动机、燃气轮机、热处理设备等机械零部件表面改性的等离子喷涂隔热材料，由于该粉末制备的涂层具有抗热震性能和抗高温热腐蚀性能良好的特点，将其喷涂在航空发动机等高温部件上，不仅能提高发动机的机械性能，而且可以延长高温部件的使用寿命。并且空心多孔氧化锆微球化学性质稳定，可作为活性物质的微型控释载体(如药物缓释剂)，其与所载入的药物活性成分不反应，具有有良好的生物相容性，不污染环境，同时可有效地控制颗粒大小及孔径的纳米级孔道。目前生产空心氧化锆的方法有，等离子球化法和喷雾干燥造粒法。等离子球化法是采用等离子喷枪作为热源，通过对采用其它方式制备多孔氧化锆团聚粉体进行热处理来制备空心球粉体的工艺方法。

二氧化钛空心微球结构可以扩大二氧化钛的比表面积，能够给催化反应提供较多的活性位点，且其较高的结晶度能减少光生电子和活性空穴的复合速率，从而提高催化活性。另一方面，从改性的角度出发，空心结构可以为二氧化钛材料的进一步改性提供空间。目前有多种合成空心氧化钛的方法，如模板法、焰燃烧法和无模板法等，其中模板法易于控制微球的孔径和壳层厚度，分散也比较均匀。但是模板法步骤复杂，且在去除模板的过程中壳层容易被破坏；而火焰燃烧法和无模板法具有制备过程连续，操作简单，且无污染等优点，但制备产物并不规整。

费托合成(Fischer–Tropsch synthesis process)，又称FT合成，是以合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成以液态的烃或碳氢化合物的工艺过程，其是煤、天然气和生物质等非油基资源间接转化为高品位液体燃料和化工原料的一个关键步骤。

为了获得理想的FT合成产物分布，常用的手段之一是改进FT合成催化剂。但目前无机空壳微球材料的制备方法普遍存在规模小，不易扩大的问题，同时有的制备效率低，原料成本高，利用其作为载体制备催化剂也受到了很大限制，同时所制得催化剂的性能也不能满足需求。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种性能得到改进的FT合成催化剂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种FT合成催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性金属组分，其中，所述活性金属组分选自Co、Fe、Ru中的一种或多种，所述载体为树莓型氧化物微球，所述树莓型氧化物微球为表面具有一个大孔的中空微球，所述中空微球内部具有一中空结构，所述大孔与所述中空结构贯通形成一端开口的空腔，所述树莓型氧化物微球中的氧化物选自氧化锆和氧化钛中的一种或多种。