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低碳烯烃（C2H4、C3H6和C4H8）是重要的化工生产原料,其传统生产工艺是石油裂解制烯烃工艺,严重依赖于石油资源。费托合成直接制低碳烯烃（FTO）是制备基础化工原料的一种有效的非石油路线。采用新型的两步法（先高温热裂解法,后浸渍法）制备α-Al2O3上负载单分散Fe3O4纳米颗粒催化剂。与传统浸渍法相比,通过两步法制备的催化剂金属颗粒尺寸均一,且均匀地分散在载体表面。同时,Fe物种与载体之间相互作用的较弱,能够使Fe物种更容易被还原和碳化。这些性质使两步法制备的催化剂CO转化率可以达到13.5%,低碳烯烃选择性可达53.5%,并在30 h没有出现失活现象。在排除Fe负载量和活性相颗粒尺寸影响的情况下研究了助剂效应。结果表明,适量K的加入促进CO吸附和活化,抑制烯烃的二次加氢。相反,S的单一加入导致CO转化率下降,并增加CH4的生成含量。当S与K共同加入时,CO转化率相比单一添加助剂时,有进一步提高,同时得到更高低碳烯烃选择性。通DFT计算表明K促进CO的吸附、S抑制CO的吸附,K、S的共存时,CO活化的程度比单一K助剂更高。考察了K、S助剂存在与否条件下,Fe物种的尺寸效应。对于不同颗粒尺寸催化剂而言,不论是否添加K、S助剂,随着Fe3O4尺寸从8.3 nm增加到17.3nm,CO转化率均呈现先增加而后降低的趋势,12.0 nm Fe3O4对应的催化剂具有最高的催化活性。对于未加K、S助剂时,转化频率（TOF）与CO转化率变化趋势几乎相同,表明没有助剂的情况下,形貌特征如台阶等控制催化性能。对于掺杂K、S助剂的催化剂,TOF与CO转化率趋势不同,TOF随着颗粒尺寸的增加而增加,表明K和S的协同促进效果显着提高了催化活性,补偿甚至掩盖了颗粒尺寸的影响。考察了Zn助剂对催化活性的影响。Zn是以进入Fe3O4骨架的形式存在,并且增强了Fe物种与载体的相互作用。Zn的加入能够提高CO的转化率。没有K、S助剂存在的情况下,Zn的加入能够促进水汽变化反应,抑制烯烃的二次加氢、提高烯烷比。在K、S助剂存在时,适量的Zn能够进一步提高CO转化率（50%）,同时得到高低碳烯烃选择性（40%）,Zn的加入对产物分布影响不大。