费托合成反应钴基催化剂的制备与表征

成春春　凌浩　徐玲　曹建芳

摘要：采用研磨法和浸渍法来制备钴基催化剂，通过改变不同的催化剂载体、焙烧温度以及添加不同的助剂制备了一系列的钴基催化剂，采用X-射线衍射（XRD）、比表面积测试法（BET）、电感耦合等离子发射光谱（ICP）、热重分析（TG）和透射电镜（TEM）等手段对催化剂进行了表征。结果表明，焙烧温度为400 ℃、以Rh为助剂、Al2O3为载体、研磨法制备出的钴基催化剂具有较高表征性能。

关键词：费托合成；钴基催化剂；制备方法

中图分类号：O611.4；TQ53 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）24-6363-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.24.069

Abstract：A catalyst grinding and impregnation method was used to prepare cobalt-based catalyst. The preparation was based on changing different catalyst carrier， calcination temperature as well as adding different additives， and the characterization was based on the means of XRD， BET， ICP， TG， TEM， etc. The results showed that when calcination temperature was 400℃， the cobalt-based catalysts prepared by grinding method with Rh as the additive， Al2O3 as the carrier possessed higher performance characterization.

Key words： Fischer-Tropsch synthesis； cabolt-based catalyst； preparation methods

费托合成是指以合成气为原料，经催化反应制取烃和其他化学品的过程。其产物多以直链烃、烯烃为主，是一种无硫、无氮、无芳烃、无金属污染的清洁能源[1]。由于石油、煤、天然气资源的不断消耗以及原油价格的上涨，通过费托合成技术将废弃物转化为清洁的液体燃料及特殊化学品的工艺过程备受关注[2-5]。对费托合成过程的研究主要集中在催化剂的制备和表征。在费托合成催化剂中目前最常用的金属活性组分为第八族过渡金属Co、Ru、Fe、Ni、Rh等[6-8]。金属Co加氢活性与Fe相似，具有较高的F-T链增长能力，反应过程中稳定且不易积炭和中毒，产物中含氧化合物极少，水煤气变换反应不敏感等特点，因此Co基催化剂被认为是F-T合成最有发展前途的催化剂。

1 材料与方法

1.1 催化剂的制备

1.1.1 研磨法 以硝酸钴为前驱体，加入碳酸氢铵反应，得到的产物在100 ℃下干燥2 h，在一定的温度下焙烧6 h，得到25%钴基催化剂。添加Pt、Rh、Ru等金属助剂，助剂负载量为0.5%。……