一種FePt雙金屬催化劑、制備及應(yīng)用
【專利摘要】一種FePt雙金屬催化劑、制備及應(yīng)用，屬于CO催化加氫技術(shù)領(lǐng)域。包括活性中心Fe，負(fù)載于Fe表面的Pt顆粒以及惰性載體MgAl尖晶石；首先是將水滑石前體MgAlFe?CO32??LDHs經(jīng)還原后而制得Fe?MgAl2O4催化劑，而后將Pt負(fù)載于Fe表面。本發(fā)明得到的FePt雙金屬催化劑在T＝340℃，P＝2.0MPa下催化CO加氫制備低碳烯烴，當(dāng)Pt:Fe＝0.4:100時(shí)，可達(dá)到的最優(yōu)催化性能：低碳烯烴的選擇性為35％，C5+選擇性降到23％，同時(shí)活性也能達(dá)到1.85mol/gFe h，CO轉(zhuǎn)化率可達(dá)55％；而繼續(xù)增大Pt含量時(shí)，產(chǎn)物中的C5+選擇性能夠減少到6％。
【專利說明】
一種FePt雙金屬催化劑、制備及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供了一種能夠降低CO加氫制備低碳烯烴過程中長(zhǎng)鏈產(chǎn)物選擇性、從而提高低碳烯烴選擇性的催化劑，具體涉及一種FePt雙金屬催化劑、制備及應(yīng)用，屬于CO催化加氫技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]低碳烯烴可作為制備聚合物、涂料、化妝品、溶劑等物質(zhì)的原料，并且其需求量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。而在傳統(tǒng)工藝中，主要采用石腦油的催化裂解以及烷烴的脫氫反應(yīng)等方法來制備低碳烯烴，但是這兩種方法由于環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等方面的因素，也存在著很大的缺陷。因此，設(shè)計(jì)出一種高效的制備低碳烯烴的路線就具有了十分重大的意義。
[0003]目前，能源危機(jī)問題變得十分突出，煤和石油等不可資源存儲(chǔ)量日益減少，生物質(zhì)作為可再生資源，可成為未來能源的代替品。因此，在工業(yè)上更趨向于由生物質(zhì)制備得到的合成氣出發(fā)，在一定條件下合成低碳烯烴。雖然由合成氣制備低碳烯烴已有相對(duì)較為成熟的催化劑技術(shù)，但依然存在許多科學(xué)問題有待解決，從基礎(chǔ)研究的角度看，CO加氫反應(yīng)產(chǎn)物中低碳烯烴選擇性較低是CO加氫領(lǐng)域有待解決的最關(guān)鍵的科學(xué)問題之一。
[0004]根據(jù)反應(yīng)機(jī)理，由合成氣制備低碳烯烴的過程最重要的一步就是碳碳偶聯(lián)過程，當(dāng)碳碳偶聯(lián)能力較強(qiáng)時(shí)，產(chǎn)物中會(huì)出現(xiàn)較多的長(zhǎng)鏈產(chǎn)物，而當(dāng)碳碳偶聯(lián)能力較弱時(shí)，產(chǎn)物中甲烷的含量又會(huì)有迅速增大，因此應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)過程中活性中心的碳鏈增長(zhǎng)能力。而在我們之前的研究中，當(dāng)使用粒徑分布范圍比較均勻的Fe基催化劑時(shí)，C5+選擇性可達(dá)29%，因此可適當(dāng)減弱活性中心的碳鏈增長(zhǎng)能力。而Pt基催化劑具有較強(qiáng)的加氫和脫氫能力，因而在Fe基催化劑中加入少量的Pt，形成一種將Pt顆粒均勻負(fù)載于Fe表面的FePt雙金屬催化劑，可有效地抑制活性中心的碳鏈增長(zhǎng)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是合成一種能夠降低CO加氫制備低碳烯烴過程中長(zhǎng)鏈產(chǎn)物選擇性、從而提高低碳烯烴選擇性的催化劑，使其能夠抑制CO加氫制備低碳烯烴過程中長(zhǎng)鏈產(chǎn)物的選擇性，從而提高低碳稀經(jīng)選擇性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種FePt雙金屬催化劑，其特征在于，所述催化劑中，Pt顆粒均勻分布于活性中心Fe表面，并共同負(fù)載于惰性載體MgAl尖晶石上。
[0008]所述催化劑活性中心Fe負(fù)載量為20wt%?30wt%。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選:催化劑中Pt與Fe的摩爾比為0.2:100?1:100
[0010]進(jìn)一步，所述FePt雙金屬催化劑中Pt的負(fù)載量為0.2%?Iwt%。
[0011 ]催化劑的制備:所述FePt雙金屬催化劑是將水滑石前體MgAlFe-⑶32—-LDHs在H2氣氛中還原后，將Pt負(fù)載于Fe-MgAhCk催化劑上。
[0012] 水滑石前體MgAlFe-CO32+-LDHs中水滑石層板二價(jià)陽(yáng)離子選擇Mg2+，三價(jià)陽(yáng)離子選擇 Al3+和 Fe3+。
[0013]所述催化劑首先要將水滑石前體MgAlFe-C032—?dú)夥罩羞€原，還原溫度控制在600 °C?900 °C，還原時(shí)間控制在0.5h?2h。
[0014]進(jìn)一步:
[0015]將水滑石前體MgAlFe-CO32--LDHs粉末放入瓷舟之中，然后將其置于管式電阻爐的熱電偶附近，而后將管內(nèi)抽為真空;觀察管內(nèi)壓力不會(huì)發(fā)生變化后，通入H2,設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到600°C?900°C，升溫速率設(shè)為5-10°C/min，而后保持0.5h?2h;當(dāng)溫度降至室溫后保持一段時(shí)間，通入氧氣體積含量1%的氮氧混合氣保持20min，而后取出，得到Fe-MgAl2O4催化劑;然后將Pt負(fù)載于還原得到的Fe-MgAl2O4催化劑之上。
[0016]將Pt負(fù)載于還原得到的Fe-MgAl2O4催化劑之上的步驟:稱取Fe-MgAl2O^按照Fe和Pt摩爾比100: 0.4?100:1，再將Pt (NO3 )2.4NH3水溶液與Fe-MgAl2O4混合，最終使Fe-MgAl2O4的濃度優(yōu)選為0.600-0.650g/ml，進(jìn)一步優(yōu)選0.625g/ml，超聲并混合均勻，而后在搖床上搖晃5h，然后放入烘箱內(nèi)干燥取出，得到FePt雙金屬催化劑。
[0017]水滑石前體MgAlFe-CO32一LDHs的制備為常規(guī)方法:稱取Mg(NO3)2.6H20、A1(NO3)3.9H20,Fe(NO3)3.9H20—起溶于去離子水中；另外稱取Na2CO3和NaOH溶于去離子水，并嚴(yán)格控制溶液的PH為9.5-10，使其保持恒定;而后升溫進(jìn)行晶化;經(jīng)抽濾、洗滌、干燥、研磨后，得到 MgAlFe-C032—-LDHs 樣品。每 8.5467g Mg(NO3)2.6H20 對(duì)應(yīng) 250ml 去離子水。每3.533g Na2CO3對(duì)應(yīng)3.2g NaOH對(duì)應(yīng)250mL去離子。
[0018]本發(fā)明FePt雙金屬催化劑應(yīng)用于CO加氫制備低碳烯烴的反應(yīng)過程。
[0019]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1.本發(fā)明的負(fù)載型FePt雙金屬催化劑將Pt顆粒均勻分布于活性中心Fe表面(尤其采用本發(fā)明的制備方法Fe顆粒粒徑大小均一)，成功地抑制了反應(yīng)過程中活性中心的碳鏈增長(zhǎng)能力，從而提高低碳烯烴選擇性。本發(fā)明得到的FePt雙金屬催化劑在T = 340°C，P =2.0MPa的反應(yīng)條件下催化CO加氫制備低碳稀經(jīng)，當(dāng)Pt: Fe = 0.4:100時(shí)，可達(dá)到的最優(yōu)催化性能為:低碳烯烴的選擇性也會(huì)提高到35%，C5+選擇性可降到23%，同時(shí)活性也能達(dá)到1.85moI/gFe h (單位時(shí)間內(nèi)在每克Fe上所轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量)，CO轉(zhuǎn)化率可達(dá)55 % ;而繼續(xù)增大Pt含量(Pt:Fe = l: 100)時(shí)，產(chǎn)物中的Cs+選擇性能夠減少到6%，但由于加氫能力過強(qiáng)，使得低碳烯烴的選擇性只能達(dá)到28%，同時(shí)反應(yīng)活性會(huì)減小到1.47mol/gFe h，C0轉(zhuǎn)化率也會(huì)降至43%。本發(fā)明的負(fù)載型FePt雙金屬催化劑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CO加氫制備低碳烯烴過程中碳鏈增長(zhǎng)能力的抑制，從而提高了低碳烯烴的選擇性。
[0021]2.本發(fā)明的負(fù)載型FePt雙金屬催化劑在T = 340°C，P = 2.0MPa的反應(yīng)條件下，催化性能能夠長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，其反應(yīng)活性和低碳烯烴選擇性在反應(yīng)后能夠迅速達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，并且在400分鐘后仍無明顯變化。
[0022]3)本發(fā)明的負(fù)載型FePt雙金屬催化劑制備方法簡(jiǎn)單，容易制備，有利于應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的過程中。
【附圖說明】
[0023]圖1:不同含量的Pt/Fe_MgAl204催化劑的XRD圖，其中a-Fe-MgAhOhb-Ptoj/Fe10-MgAkCU; c-Pt0.7/Fe10-MgAl204; d-Pti/Fe10-MgAl2040
[0024]圖2:不同含量的Pt/Fe_MgAl204催化劑的TEM圖，其中a-Fe-MgAhOhb-Pto^/Fe10-MgAl^CU; c-Pt0.7/Fe10-MgAl204; d-Pti/Fe10-MgAl2040
[0025]圖3:不同含量的Pt/Fe_MgAl204催化劑對(duì)低碳烯烴的選擇性，其中a-Fe-MgAl204;b-Pt0.4/Fe10-MgAl204；c-Pt0.7/Fe10-MgAl204；d-Pti/Fe10-MgAl204.
[0026]圖4:不同含量的Pt/Fe_MgAl204催化劑對(duì)C5+的選擇性，其中a-Fe-MgAl204;b-Pt0.4/Fe10_MgAl204; c-Pt0.7/Fe10-MgAl204; d_Pti/Fe10-MgAl204o
[0027]圖5:不同含量的Pt/Fe_MgAl204催化劑對(duì)CO的轉(zhuǎn)化率，其中a-Fe-MgAl204;b-Pt0.4/Fe10_MgAl204; c-Pt0.7/Fe10-MgAl204; d_Pti/Fe10-MgAl204o
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0029]所述的FePt雙金屬催化劑應(yīng)用于CO加氫制備低碳烯烴的反應(yīng)過程。反應(yīng)條件如下:負(fù)載的FePt雙金屬催化劑的催化性能評(píng)價(jià)在微型管式催化劑評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行，反應(yīng)管規(guī)格d= 1mm和1 = 600_。整個(gè)裝置有三條氣路構(gòu)成。其中，第一路為合成氣，其組分主要為Ar = H2 = CO體積比=5:47.5:47.5;第二路為N2氣路。N2可用來檢查裝置是否漏氣，同時(shí)還可以在反應(yīng)結(jié)束后對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行吹掃。第三路為H2,主要用于催化劑反應(yīng)前的預(yù)還原過程。由于催化劑表面的活性位在反應(yīng)之前可能會(huì)有一部分被氧化，因此在反應(yīng)前應(yīng)先在反應(yīng)管內(nèi)用出進(jìn)行預(yù)還原處理。可將H2流速控制在40ml/min左右，而后設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到450 °C左右，升溫速率控制在5 0C /min左右，而后保溫I小時(shí)。待溫度開始下降時(shí)，將管路中H2關(guān)閉，用犯進(jìn)行吹掃。待溫度降到反應(yīng)溫度(340°C)時(shí)，再將管路中的犯關(guān)閉，通入合成氣，氣體積空速控制為3000h—1，壓力升至2Mpa，而后進(jìn)行催化反應(yīng)評(píng)價(jià)。
[0030]對(duì)比例I
[0031]步驟A:稱取 8.5467g Mg(NO3)2.6H20、1.2504g Al(NO3)3.9H20、5.3867gFe(NO3)3.9H20放入一燒杯中，加入250mL去離子水中進(jìn)行溶解；另外稱取3.533g Na2CO3和3.2g NaOH放入另一燒杯中，同樣加入250mL去離子水進(jìn)行溶解。將兩種溶液同時(shí)緩慢滴入100ml的四口燒瓶之中，并嚴(yán)格控制溶液的pH，使其恒定保持在9.5。而后升溫至95°C，保持20小時(shí)進(jìn)行晶化。經(jīng)抽濾、洗滌、干燥、研磨后，便可得到MgAlFe-CO32--LDHs樣品。
[0032]步驟B:取部分研磨的MgAlFe-⑶32—-LDHs粉末放入瓷舟之中，然后將其置于管式電阻爐的熱電偶附近，而后將管內(nèi)抽為真空。觀察管內(nèi)壓力不會(huì)發(fā)生變化后，通入出至恢復(fù)常壓，并調(diào)節(jié)出流量至40ml/min。設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到900°C，速率設(shè)為5°C/min，而后保持30分鐘。當(dāng)溫度降至室溫后保持一段時(shí)間，通入I %氧氣的氮氧混合氣保持20min，而后取出，得到Fe-MgAl2O4催化劑。由ICP測(cè)得，催化劑中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.4%。
[0033]步驟C:催化劑Fe-MgAl2O4的催化性能評(píng)價(jià)在微型管式催化劑評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行。稱取0.7g的顆粒為20?40目的Fe-MgAl2O4催化劑，裝入熱電偶所及反應(yīng)管之處，剩余部分用石英砂填充。首先將催化劑在線預(yù)還原，通入還原氣H2，體積空速設(shè)為3000h—1，升溫速率為5°C/min升至450°C保持I小時(shí)。待溫度開始下降時(shí)，將管路中H2關(guān)閉，用他進(jìn)行吹掃。待溫度降到反應(yīng)溫度(340°C)時(shí)，再將管路中的他關(guān)閉，通入合成氣，氣體積空速控制為3000h—S壓力升至2Mpa，而后進(jìn)行催化反應(yīng)評(píng)價(jià)。催化產(chǎn)物采用氣相色譜在線分析，測(cè)得反應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)下，低碳稀經(jīng)的選擇性為26%，Cs+選擇性可達(dá)29 %，同時(shí)活性能達(dá)到2.92mol/gFe h，CO轉(zhuǎn)化率可達(dá)89%。
[0034]實(shí)施例2
[0035]步驟A:稱取 8.5467g Mg(NO3)2.6H20、1.2504g Al(NO3)3.9H20、5.3867gFe(NO3)3.9H20放入一燒杯中，加入250mL去離子水中進(jìn)行溶解；另外稱取3.533g Na2CO3和3.2g NaOH放入另一燒杯中，同樣加入250mL去離子水進(jìn)行溶解。將兩種溶液同時(shí)緩慢滴入100ml的四口燒瓶之中，并嚴(yán)格控制溶液的pH，使其恒定保持在9.5。而后升溫至95°C，保持20小時(shí)進(jìn)行晶化。經(jīng)抽濾、洗滌、干燥、研磨后，便可得到MgAlFe-CO32--LDHs樣品。
[0036]步驟B:取部分研磨的MgAlFe-⑶32—-LDHs粉末放入瓷舟之中，然后將其置于管式電阻爐的熱電偶附近，而后將管內(nèi)抽為真空。觀察管內(nèi)壓力不會(huì)發(fā)生變化后，通入出至恢復(fù)常壓，并調(diào)節(jié)出流量至40ml/min。設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到900°C，速率設(shè)為5°C/min，而后保持30分鐘。當(dāng)溫度降至室溫后保持一段時(shí)間，通入I %氧氣的氮氧混合氣保持20min，而后取出，得到Fe-MgAl2O4催化劑。
[0037]步驟C:稱取1.0g的Fe-MgAl2O4放于三口瓶中，按照n(Fe):n(Pt) = 100:0.4的比例，再取0.46ml濃度為0.0lgAimPt(NO3)2.4NH3溶液，并加入1.14ml去離子水稀釋，超聲均勻后加入三口瓶?jī)?nèi)，混合均勻，而后在搖床上搖晃5h，然后放入烘箱內(nèi)干燥12h后取出，得到FePt雙金屬催化劑Pt0.4/Fe1(x)-MgAl204。由ICP測(cè)得，催化劑中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.8%，Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.31 %。
[0038]步驟D:FePt雙金屬催化劑的催化性能評(píng)價(jià)在微型管式催化劑評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行。稱取0.7g的顆粒為20?40目的FePt雙金屬催化劑，裝入熱電偶所及反應(yīng)管之處，剩余部分用石英砂填充。首先將催化劑在線預(yù)還原，通入還原氣H2,體積空速設(shè)為3000h—I升溫速率為5°C/min升至450°C保持I小時(shí)。待溫度開始下降時(shí)，將管路中H2關(guān)閉，用他進(jìn)行吹掃。待溫度降到反應(yīng)溫度(340°C)時(shí)，再將管路中的他關(guān)閉，通入合成氣，氣體積空速控制為3000h—S壓力升至2Mpa，而后進(jìn)行催化反應(yīng)評(píng)價(jià)。催化產(chǎn)物采用氣相色譜在線分析，測(cè)得反應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)下，低碳稀經(jīng)的選擇性為35%，C5+選擇性可降到23%，同時(shí)活性能達(dá)到1.85mol/gFe h，C0轉(zhuǎn)化率可達(dá)55%。
[0039]實(shí)施例3
[0040]步驟A:稱取 8.5467g Mg(NO3)2.6H20、1.2504g Al(NO3)3.9H20、5.3867gFe(NO3)3.9H20放入一燒杯中，加入250mL去離子水中進(jìn)行溶解；另外稱取3.533g Na2CO3和3.2g NaOH放入另一燒杯中，同樣加入250mL去離子水進(jìn)行溶解。將兩種溶液同時(shí)緩慢滴入100ml的四口燒瓶之中，并嚴(yán)格控制溶液的pH，使其恒定保持在9.5。而后升溫至95°C，保持20小時(shí)進(jìn)行晶化。經(jīng)抽濾、洗滌、干燥、研磨后，便可得到MgAlFe-CO32--LDHs樣品。
[0041 ]步驟B:取部分研磨的MgAlFe-⑶32—-LDHs粉末放入瓷舟之中，然后將其置于管式電阻爐的熱電偶附近，而后將管內(nèi)抽為真空。觀察管內(nèi)壓力不會(huì)發(fā)生變化后，通入出至恢復(fù)常壓，并調(diào)節(jié)出流量至40ml/min。設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到900°C，速率設(shè)為5°C/min，而后保持30分鐘。當(dāng)溫度降至室溫后保持一段時(shí)間，通入I %氧氣的氮氧混合氣保持20min，而后取出，得到Fe-MgAl2O4催化劑。
[0042]步驟C:稱取1.0g的Fe-MgAl204放于三口瓶中，按照η (Fe): η(Pt) = 100:0.7的比例，再取0.8Iml濃度為0.0lgAiU^Pt(NO3)2.4ΝΗ3溶液，并加入0.79ml去離子水稀釋，超聲均勻后加入三口瓶?jī)?nèi)，混合均勻，而后在搖床上搖晃5h，然后放入烘箱內(nèi)干燥12h后取出，得到FePt雙金屬催化劑Pt0.7/Fe1(x)-MgAl204。由ICP測(cè)得，催化劑中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.9%，Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.67 %。
[0043]步驟D:FePt雙金屬催化劑的催化性能評(píng)價(jià)在微型管式催化劑評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行。稱取0.7g的顆粒為20?40目的FePt雙金屬催化劑，裝入熱電偶所及反應(yīng)管之處，剩余部分用石英砂填充。首先將催化劑在線預(yù)還原，通入還原氣H2,體積空速設(shè)為3000h—I升溫速率為5°C/min升至450°C保持I小時(shí)。待溫度開始下降時(shí)，將管路中H2關(guān)閉，用他進(jìn)行吹掃。待溫度降到反應(yīng)溫度(340°C)時(shí)，再將管路中的他關(guān)閉，通入合成氣，氣體積空速控制為3000h—S壓力升至2Mpa，而后進(jìn)行催化反應(yīng)評(píng)價(jià)。催化產(chǎn)物采用氣相色譜在線分析，測(cè)得反應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)下低碳稀經(jīng)的選擇性為30%，C5+選擇性可降到14%，同時(shí)活性能達(dá)到1.81mol/gFe h，C0轉(zhuǎn)化率可達(dá)52%。
[0044]實(shí)施例4
[0045]步驟A:稱取 8.5467g Mg(NO3)2.6H20、1.2504g Al(NO3)3.9H20、5.3867gFe(NO3)3.9H20放入一燒杯中，加入250mL去離子水中進(jìn)行溶解；另外稱取3.533g Na2CO3和3.2g NaOH放入另一燒杯中，同樣加入250mL去離子水進(jìn)行溶解。將兩種溶液同時(shí)緩慢滴入100ml的四口燒瓶之中，并嚴(yán)格控制溶液的pH，使其恒定保持在9.5。而后升溫至95°C，保持20小時(shí)進(jìn)行晶化。經(jīng)抽濾、洗滌、干燥、研磨后，便可得到MgAlFe-CO32--LDHs樣品。
[0046]步驟B:取部分研磨的MgAlFe-⑶32—-LDHs粉末放入瓷舟之中，然后將其置于管式電阻爐的熱電偶附近，而后將管內(nèi)抽為真空。觀察管內(nèi)壓力不會(huì)發(fā)生變化后，通入出至恢復(fù)常壓，并調(diào)節(jié)出流量至40ml/min。設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到900°C，速率設(shè)為5°C/min，而后保持30分鐘。當(dāng)溫度降至室溫后保持一段時(shí)間，通入I %氧氣的氮氧混合氣保持20min，而后取出，得到Fe-MgAl2O4催化劑。
[0047]步驟C:稱取1.0g的Fe-MgAl204放于三口瓶中，按照η (Fe): η(Pt) = 100:1的比例，再取1.15ml濃度為0.0lgAimPt(NO3)2.4NH3溶液，并加入0.45ml去離子水稀釋，超聲均勻后加入三口瓶?jī)?nèi)，混合均勻，而后在搖床上搖晃5h，然后放入烘箱內(nèi)干燥12h后取出，得到FePt雙金屬催化劑Pti/FeKjo-MgAhO^由ICP測(cè)得，催化劑中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.3 %，Pt的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.87 %。
[0048]步驟D:FePt雙金屬催化劑的催化性能評(píng)價(jià)在微型管式催化劑評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行。稱取0.7g的顆粒為20?40目的FePt雙金屬催化劑，裝入熱電偶所及反應(yīng)管之處，剩余部分用石英砂填充。首先將催化劑在線預(yù)還原，通入還原氣H2,體積空速設(shè)為3000h—I升溫速率為5°C/min升至450°C保持I小時(shí)。待溫度開始下降時(shí)，將管路中H2關(guān)閉，用他進(jìn)行吹掃。待溫度降到反應(yīng)溫度(340°C)時(shí)，再將管路中的他關(guān)閉，通入合成氣，氣體積空速控制為3000h—S壓力升至2Mpa，而后進(jìn)行催化反應(yīng)評(píng)價(jià)。催化產(chǎn)物采用氣相色譜在線分析，測(cè)得反應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)下低碳稀經(jīng)的選擇性為28%，C5+選擇性可降到6%，同時(shí)活性能達(dá)到1.47mol/gFe h，CO轉(zhuǎn)化率可達(dá)43%。
[0049]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，參照上述實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種FePt雙金屬催化劑，其特征在于，所述催化劑中，Pt顆粒均勾分布于活性中心Fe表面，并共同負(fù)載于惰性載體MgAl尖晶石上。2.按照權(quán)利要求1所述的一種FePt雙金屬催化劑，其特征在于，催化劑活性中心Fe負(fù)載量為20wt % ?30wt %。3.按照權(quán)利要求1所述的一種FePt雙金屬催化劑，其特征在于，催化劑中Pt與Fe的摩爾比為 0.2:100 ?1:100。4.按照權(quán)利要求1所述的一種FePt雙金屬催化劑，其特征在于，Pt的負(fù)載量為0.2 %?Iwt % ο5.制備權(quán)利要求1所述的一種FePt雙金屬催化劑的方法，其特征在于，將水滑石前體MgAlFe-C032—-LDHs在H2氣氛中還原后，將Pt負(fù)載于Fe-MgAl2O4催化劑上。6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，水滑石前體MgAlFe-C032—-LDHs中水滑石層板二價(jià)陽(yáng)離子選擇Mg2+，三價(jià)陽(yáng)離子選擇Al3+和Fe3+;將水滑石前體MgAlFe-CO32+氣氛中還原，還原溫度控制在600 0C?900 0C，還原時(shí)間控制在0.5h?2h。7.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，將水滑石前體MgAlFe-CO32--LDHs粉末放入瓷舟之中，然后將其置于管式電阻爐的熱電偶附近，而后將管內(nèi)抽為真空;觀察管內(nèi)壓力不會(huì)發(fā)生變化后，通入H2，設(shè)置升溫程序，使溫度由室溫升高到6000C?9000C，升溫速率設(shè)為5-10°C/min，而后保持0.5h?2h;當(dāng)溫度降至室溫后保持一段時(shí)間，通入氧氣體積含量I %的氮氧混合氣保持20min，而后取出，得到Fe-MgAl2O4催化劑；然后將Pt負(fù)載于還原得到的Fe-MgAl2O4催化劑之上。8.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，將Pt負(fù)載于還原得到的Fe-MgAl2O4催化劑之上的步驟:稱取Fe-MgAl2Oh按照Fe和Pt摩爾比100:0.4?100:1，再將Pt (NO3)2.4NH3水溶液與Fe-MgAl2O4混合，最終使Fe-MgAl2O4的濃度為0.600-0.650g/ml，超聲并混合均勻，而后在搖床上搖晃5h，然后放入烘箱內(nèi)干燥取出，得到FePt雙金屬催化劑。9.按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于，F(xiàn)e-MgAl2O4的濃度為0.625g/ml。10.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的FePt雙金屬催化劑在CO加氫制備低碳烯烴的反應(yīng)過程中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C07C1/04GK106000419SQ201610383321
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】何靜, 劉陽(yáng), 安哲, 寧珣
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)