[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铝和氧化硅中的一种或多种。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。

氧化铝组合物空腔球是一种新型的高温隔热材料，它是用工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，晶型为a-Al₂O₃微晶体。以氧化铝空腔球为主体，可制成各种形状制品，制品机械强度高，为一般轻质制品的数倍，而体积密度却远小于实心。在石化工业气化炉、炭黑工业反应炉、冶金工业感应电炉等高温、超高温窑炉上得到广泛应用，取得了十分满意的节能效果。目前氧化铝空腔材料的制备方法有高温熔解和喷雾反应法，模板法，层层自组装法(L-b-L)，微乳液法。

氧化硅空心微球由于其具有良好的生物相容性以及原材料易得、廉价等优点，在药物载体、生物信号标记和涂料等领域得到广泛应用，无机空心微球的制备技术也受到了研究者的广泛关注。其中报道最为广泛的方法就是采用聚苯乙烯微球为模板，在其表面包裹氧化硅壳层后，再去除聚苯乙烯内核得到氧化硅空心微球。目前文献报道的制备方法主要有:(1)静电吸附法；(2)硅交联剂修饰法；(3)逐层(Layer-by-Layer)法。

费托合成(Fischer–Tropsch 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铝和氧化硅中的一种或多种。

在一些实施例中，以氧化物计且以所述催化剂为基准，所述催化剂中载体的含量为25～95重量％，优选为30～90重量％；所述催化剂中活性金属组分的含量为5～75重量％，优选为10～70重量％。

在一些实施例中，所述树莓型氧化物微球的粒度为3～2500μm，优选为10～500μm，球形度为0.50～0.99。