[发明专利]一种负载型铁基费托催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种负载型铁基费托催化剂，其包含球形介孔碳载体和位于该载体上的活性组分铁以及任选的助催化剂，其中所述球形介孔碳载体的比表面积为500-1000m²/g，孔容为1.5-3.5cm³/g，和平均孔径9-30nm。

2.根据权利要求1的催化剂，其中基于该催化剂的总重量，包含20-80％的球形介孔碳载体，以铁元素计为20-60％的铁和以元素计为0-20％的选自K、Na、Ba、Mg、Mn、Cu、Zn和Ca的一种或多种作为助催化剂。

3.根据权利要求1的催化剂，其中基于该催化剂的总重量，包含40-60％的球形介孔碳载体，以铁元素计为30-50％的铁和以元素计为1-10％的选自K、Na、Ba、Mg、Mn、Cu、Zn和Ca的一种或多种作为助催化剂。

4.根据权利要求1的催化剂，其中所述球形介孔碳载体的比表面积为600-900m²/g，孔容为1.8-3.0cm³/g，和平均孔径10-20nm。

5.根据权利要求2的催化剂，其中所述球形介孔碳载体的比表面积为600-900m²/g，孔容为1.8-3.0cm³/g，和平均孔径10-20nm。

6.根据权利要求3的催化剂，其中所述球形介孔碳载体的比表面积为600-900m²/g，孔容为1.8-3.0cm³/g，和平均孔径10-20nm。

7.根据权利要求1-6中任一项的催化剂，其中所述球形介孔碳载体通过包括如下步骤的方法制备：

1)溶液配制：取选自苯酚和间苯二酚的酚类和甲醛，使得酚/醛摩尔比为1:1-1:3，该酚类与甲醛共同构成有机前驱体；

2)溶胶-凝胶反应：将步骤1)得到的有机前驱体溶于选自去离子水、纯水和超纯水的水中，再向其中加入能够催化甲醛与酚类的缩聚反应的催化剂和无机模板剂，各组分的添加量应使得：无机模板剂与有机前驱体的质量比为1.5-6，并且有机前驱体与无机模板剂的总量与水的质量比为27.5/25-40/25，然后于35-55℃下预聚合，形成溶胶溶液；

3)成球：向温度为60-90℃的由液体石蜡和/或环己烷与表面活性剂组成的均匀混合物中加入步骤2)中得到的溶胶溶液，搅拌均匀后于60-90℃下老化，得到水凝胶球；

4)洗涤与干燥：将步骤3)得到的水凝胶球用有机溶剂洗涤和过滤一次或多次，然后干燥，得到干凝胶球；以及

5)碳化和无机模板剂去除：将步骤4)中得到的干凝胶球在惰性气氛中于600-1000℃下碳化1-10h，碳化期间控制升温速率为0.5-10℃/min，将碳化后的产物冷却，然后用强碱溶液刻蚀除去模板剂，用去离子水洗涤至中性，得到球形介孔碳。

8.根据权利要求7的催化剂，其中在步骤1)中，所述酚/醛摩尔比为1:1.5-1:2.5。

9.根据权利要求7的催化剂，其中在步骤2)中，所述催化剂为碳酸钠、NaOH和氨水中的一种或多种。

10.根据权利要求7的催化剂，其中在步骤2)中，所述无机模板剂为二氧化硅纳米颗粒LUDOX SM-30、LUDOX HS-30和LUDOX AS-40中的一种或多种。

11.根据权利要求7的催化剂，其中在步骤2)中，所述无机模板剂与有机前驱体的质量比为3-5。

12.根据权利要求7的催化剂，其中在步骤2)中，所述有机前驱体与无机模板剂的总量与水的质量比为30/25-38/25。

13.根据权利要求7的催化剂，其中在步骤2)中，于40-50℃下预聚合。