[發(fā)明專利]含沉淀型ε/ε’碳化鐵組合物及其制備方法、催化劑和應用以及費托合成的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011059151.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112569982B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬;林泉;門卓武;程萌;徐文強;李為真
• 申請（專利權(quán)）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J37/03;B01J35/10;B01J37/18;C10G2/00
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

1.一種含沉淀型ε/ε’碳化鐵組合物，按所述組合物的總量計，所述組合物包含95-100mol％的沉淀型ε/ε’碳化鐵和0-5mol％的含F(xiàn)e雜質(zhì)，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為ε/ε’碳化鐵之外的含鐵元素物質(zhì)；

其中，所述組合物的比表面積為20-260m²/g；所述含F(xiàn)e雜質(zhì)不為0；

所述組合物的制備方法包括：

(1)將含鐵鹽的水溶液與堿性沉淀劑混合進行共沉淀，并將得到的沉淀物進行洗滌、分離后，得到的固體進行干燥、焙燒，得到前驅(qū)體；

(2)將所述前驅(qū)體與H₂在溫度為450-580℃下進行前驅(qū)體還原；

(3)將步驟(2)得到的物料與H₂、CO在溫度為90-185℃下進行前處理，H₂與CO的摩爾比為1.2-2.8：1；

(4)將步驟(3)得到的物料與H₂、CO在溫度為200-300℃下進行碳化物制備，H₂與CO的摩爾比為1-3.2：1，得到沉淀型ε/ε’碳化鐵；

(5)將95-100摩爾份的沉淀型ε/ε’碳化鐵與0-5摩爾份的含F(xiàn)e雜質(zhì)在惰性氣體保護下進行混合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述組合物的比表面積為25-200m²/g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，按所述組合物的總量計，所述組合物包含97-100mol％的沉淀型ε/ε’碳化鐵和0-3mol％的含F(xiàn)e雜質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為ε/ε’碳化鐵之外的碳化鐵、鐵、鐵氧化物、鐵氫氧化物、鐵硫化物、鐵鹽中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為ε/ε’碳化鐵之外的碳化鐵、鐵、鐵氧化物、鐵氫氧化物、鐵硫化物、鐵鹽中的至少一種。

6.一種制備含沉淀型ε/ε’碳化鐵組合物的方法，包括：

(1)將含鐵鹽的水溶液與堿性沉淀劑混合進行共沉淀，并將得到的沉淀物進行洗滌、分離后，得到的固體進行干燥、焙燒，得到前驅(qū)體；

(2)將所述前驅(qū)體與H₂在溫度為450-580℃下進行前驅(qū)體還原；

(3)將步驟(2)得到的物料與H₂、CO在溫度為90-185℃下進行前處理，H₂與CO的摩爾比為1.2-2.8：1；

(4)將步驟(3)得到的物料與H₂、CO在溫度為200-300℃下進行碳化物制備，H₂與CO的摩爾比為1-3.2：1，得到沉淀型ε/ε’碳化鐵；

(5)將95-100摩爾份的沉淀型ε/ε’碳化鐵與0-5摩爾份的含F(xiàn)e雜質(zhì)在惰性氣體保護下進行混合；

其中，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為ε/ε’碳化鐵之外的含鐵元素物質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述鐵鹽選自水溶性鐵鹽；

所述堿性沉淀劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀和氨水中的至少一種；

和/或，所述干燥、焙燒的過程包括：首先將所述固體在溫度為35-80℃、真空度為250-1200Pa下烘干6-10h；將烘干后的物料在75-180℃下干燥3-24h，再將得到的物料在溫度為250-580℃下焙燒1-10h。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述鐵鹽選自硝酸鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵銨和檸檬酸鐵銨中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項所述的方法，其中，步驟(2)中，所述前驅(qū)體還原的壓力為0.1-15atm，時間為0.7-15h；

和/或，步驟(2)中，H₂的氣體流量為600-25000mL/h/g。