[发明专利]基于晶态多酸配合物的复合费托催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种费托催化剂及其制备方法，特别是一类基于晶态多酸配合物的复 合费托催化剂及其制备方法。

背景技术

多金属氧酸盐组成元素广泛，结构变化多样，具有超强酸性和很好的热稳定性，是 新型高效的固体酸催化剂。具有自支撑结构、耐水性和高比表面的晶态多酸配合物不但具 有大量丰富的从一维到三维的结构类型，还具有多维的孔道和较高的比表面积，而且多为 水热合成，具有良好的抗水溶性。晶态多酸化合物作为酸催化剂，有其自身独特的优势：1) 化合物可通过X-单晶衍射确定结构，这使得其组成和结构明确，便于探讨活性中心以及研 究反应机理；2)多酸阴离子作为建筑块或抗衡离子，以分子级形式均匀分散在金属离子和 有机配体组成的网络中，使得多酸分布均匀、活性位分布均一；3)多酸分子通过共价键或 氢键与金属有机框架结合，这样的构筑使得多酸分子牢固的镶嵌在金属有机骨架当中，在 催化过程中能够保持结构稳定，避免了多酸组分的流失；4)晶态多酸化合物内部存在的孔 道结构，有可能实现对反应物的择形选择性；5)最为重要的是这种催化剂可以根据催化反 应的要求，通过改变配体、多酸、金属阳离子等组成因素对结构进行调变，设计合成满足不 同催化要求的晶态多酸配合物催化剂。

将晶态多酸配合物催化剂与传统的费托催化剂结合，费托催化剂位点合成气转化 为直链烃，直链烃转移至POMs的酸性位点时裂解和异构形成低碳数的带有支链的烃，从而 实现一步制得C₅-C₁₁，C₁₂-C₂₀段的液体燃料。晶态多酸化合物的应用有利于探讨活性中心， 研究反应机理。

发明内容

本发明的目的之一是提供一类具有确定结构的，适合用于费托合成反应的基于晶 态多酸配合物的复合费托催化剂。

本发明的目的之二在于提供该催化剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一类基于晶态多酸配合物的复合费托催化剂，其特征在于该将晶态多酸配合物通过溶 剂溶解、浸渍、原位结晶的方式，负载到费托催化剂表面而得到复合催化剂；其中晶态多酸 配合物与费托催化剂的质量比为：5%～50%。

上述的晶态多酸配合物是由多酸与金属有机片段构筑的具有零维、一维、二维或 三维的离散或支撑拓展结构的多酸配位化合物，所述的多酸为Keggin、Dawson、Anderson、 Waugh或Lindqvist构型的多酸；所述的金属有机片段是由金属与含氮的吡啶类配体或含羧 酸类配体形成的。

上述的Keggin结构多酸的通式为：H_n[XM₁₂O₄₀]，其中X为Si、Ge、P、As或B，M为W或Mo， n=0～5；所述的Dawson结构多酸的成通式为：H_n[X₂M₁₈O₆₂]，其中X为P或As，M为=W或Mo，n =0～6；所述的Anderson结构多酸的组成通式为：[XM₆O₂₄]^n-，其中X为Al³⁺、Ga³⁺、Te⁶⁺、I⁷⁺；所 述的Waugh结构多酸的组成通式为：X₆[MnMo₉O₃₂]，其中X为NH₄,、K、Ba或Na；所述的Lindqvist 结构多酸的组成通式为：H_n[X_xM_yO₁₉]，X&M为V、Nb、W、Mo或Ta，x+y=6，n=0～2。

上述的金属碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属或贵金属。

上述的碱金属为括Li、Na、K和Cs中的至少一种；所述的碱土金属为Mg、Ca和Ba中的 至少一种；所述的过渡金属为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的至少一种；所述的稀土金属 为：La、Ce、Pr、Nd、Sm和Eu中的至少一种；所述的贵金属为Pd、Pt和Ru中的至少一种。