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费托合成反应可以将煤、天然气、生物质经合成气转化为高附加值的液体燃料和化学品，具有广泛的应用前景。钴、钌、铁均是有效的费托合成催化剂，但是不同催化剂上费托合成反应行为各有特点。深入认识不同催化剂上F-T合成反应机理的差别及联系，对合理预测产物选择性有很大帮助，能促进催化剂的开发、优化，为详细机理动力学模型的基元步骤假设和二次反应的影响提供更多基础信息。在反应气氛中加入探针分子，即加入模型化合物，是研究反应机理的有效手段，有利于研究者对催化剂上的高活性表面物种进行确认。 本论文主要分为三部分。首先采用电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)、N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)、程序升温加氢(TPH)、漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)等表征手段对制得的Co/SiO2、Ru/SiO2、Fe/SiO2二元体系催化剂的基本物理化学性质进行表征，以期获得催化剂的基本物理化学性质信息。然后选择适合的反应装置和分析检测技术:反应装置采用固定床微分反应器;分析方法则利用Agilent7890A气相色谱仪，进行全产物在线分析。以C2-C6正构醇作为模型添加物，详细考察了醇为单一碳源时，不同费托合成催化剂上醇的反应行为。最后进一步考察合成气气氛下，醇添加与否，费托合成产物选择性的变化，并据此推断不同催化剂上醇的反应路径的差异。主要研究结果如下: 1.三类费托合成催化剂表面碳物种的活泼程度以及积碳程度均表现为Co＞Ru＞Fe。钴基催化剂上的C2H5OH-DRIFTS实验表明，乙醇在惰性气氛下反应，有CO2和醛类生成;而在H2气氛下，除有醛和CO2生成外，还有CO生成。 2.钴基和钌基催化剂上，CnH2n+1OH(n=2，3，5，6）在Ar气氛下反应产物主要为CO、Cn-1和Cn烃;CnH2n+1OH加氢反应主要生成CH4、Cn-1和Cn烃;Cn-1烃的选择性高于Cn烃。在铁基催化剂上，CnH2n+1OH(n=6)加氢反应主要生成Cn、Cn-1烃和CH4，然而，与钴基和钌基催化剂上不同的是，Cn烃的选择性最高。对比分析钴、钌、铁基催化剂上，C2-C6伯醇在Ar气氛和H2气氛的反应结果，结合钴基催化剂上C2H5OH-DRIFTS表征实验，可以看出，在本实验反应条件下，醇主要进行脱羰和脱水反应。在三类不同的费托合成催化剂上，醇类反应行为的区别在于:钴和钌基催化剂上，醇发生脱羰反应的比例高于脱水反应;而在铁基催化剂上，醇则主要发生脱水反应。 3.在钴、钌、铁基催化剂上，较低碳数醇的加入对费托合成产物选择性影响不明显，而添加较高碳数的醇则可以显著改变产物分布。在钴基催化剂上，CnH2n+1OH(n=5，6)加入后，C1-Cn-2烃的选择性受到抑制，C(n-1)+烃的选择性明显增加，并且Cn-1烃增幅最大;钌基催化剂上，添加CnH2n+1OH(n=5，6）时，总烃选择性从Cn-1开始增加，Cn烃增幅最大;而铁基催化剂上，较高碳数的醇CnH2n+1OH(n=6）加入后，总烃选择性从Cn开始呈现近似平行增加趋势。 上述实验现象表明:在合成气气氛下，不同催化剂上，添加的醇反应行为并不完全相同。①在钴基催化剂上，合成气气氛下醇的反应路径与在Ar和H2气氛下相同;加入的醇主要通过脱水和脱羰反应被活化为相同碳数的或比添加醇少一个碳原子的烃中间体，且脱羰反应的比例高于脱水反应;②在钌基催化剂上，添加的醇在合成气气氛下发生脱水反应的比例高于脱羰反应，而在Ar和H2气氛下醇发生脱水反应的比例则小于脱羰反应;③在铁基催化剂上，加入的醇在合成气气氛下的反应路径与在Ar和H2气氛下的反应路径相同，醇主要发生脱水反应生成相同碳数的烃中间体。钴、钌、铁基费托合成催化剂上，加入的醇均有链引发作用。