[發(fā)明專利]含χ碳化鐵和θ碳化鐵的組合物及制備方法、催化劑和應(yīng)用及費托合成的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011064085.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112569989B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬;武鵬;門卓武;常海;林泉;呂毅軍
• 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;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χ碳化鐵和θ碳化鐵的組合物，按所述組合物的總量計，所述組合物包含95-100mol％的χ碳化鐵和θ碳化鐵，以及0-5mol％的含F(xiàn)e雜質(zhì)，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為χ碳化鐵和θ碳化鐵之外的含鐵元素物質(zhì)；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)制備θ碳化鐵，包括：

(1-1)將納米鐵粉或能夠通過還原得到納米鐵粉的納米粉體鐵化合物與H₂在溫度T₁為380-520℃下進行第一表面凈化處理；

(1-2)將步驟(1-1)得到的物料與H₂、CO在溫度T₂為280-430℃下進行第一碳化物制備，時間為20-120h，其中，H₂與CO的摩爾比為5-120：1，得到純θ碳化鐵；

(2)制備χ碳化鐵，包括：

(2-1)將納米鐵粉或能夠通過還原得到納米鐵粉的納米粉體鐵化合物與H₂在溫度為350-510℃下進行第二表面凈化處理；

(2-2)將步驟(2-1)得到的物料與含O₂氣體在溫度為0-50℃下進行表面鈍化處理，所述含O₂氣體中O₂的體積濃度為1-5％；

(2-3)將步驟(2-2)得到的物料與H₂、CO在溫度為250-430℃下進行第二碳化物制備，H₂與CO的摩爾比為8-100：1，得到純χ碳化鐵；

(3)將95-100摩爾份的純χ碳化鐵和θ碳化鐵，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χ碳化鐵和θ碳化鐵之外的含鐵元素物質(zhì)。

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4-60m²/g。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中，所述組合物的比表面積為5-40m²/g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的組合物，其中，按所述組合物的總量計，所述組合物包含97-100mol％的χ碳化鐵和θ碳化鐵，以及0-3mol％的含F(xiàn)e雜質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的組合物，其中，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為χ碳化鐵和θ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.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中，所述含F(xiàn)e雜質(zhì)為χ碳化鐵和θ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。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3、6中任意一項所述的組合物，其中，χ碳化鐵和θ碳化鐵的摩爾比為a：b，其中，0＜a＜100，0＜b＜100。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中，0＜a≤75，0＜b≤75。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中，χ碳化鐵和θ碳化鐵的摩爾比為a：b，其中，0＜a＜100，0＜b＜100。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中，0＜a≤75，0＜b≤75。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中，χ碳化鐵和θ碳化鐵的摩爾比為a：b，其中，0＜a＜100，0＜b＜100。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，0＜a≤75，0＜b≤75。