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费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis, FTS)是指CO和H2在多相催化剂上反应生成脂肪烃和含氧化合物的过程。由于FTS的原料可来源于煤炭、天然气、生物质,不依懒于稀缺的石油资源,得到的液体燃料更环保,因此FTS受到越来越多的关注。FTS只能得到混合烃,产物分子量分布较宽,产物碳数遵循Anderson-Schultz-Flory (ASF)分布,所以FTS的关键就是有效调控产物的选择性。目前,提高FTS低碳产物选择性主要集中在催化剂的改性和过程强化两个方面,并通过促进二次反应使产物分布变窄。在我们的研究中,主要集中在开发利于低碳烯烃(C2=～C4=)生成的高效Co/MnOx催化剂,并通过XRD、BET-PSD、 TG-DSC、SEM、TEM、TPR、DRIFTS、XPS表征手段分析预处理、制备方法、实验条件、Zr助剂对Co/MnOx催化剂FTS产物分布的影响。不同试剂预处理金属前驱体盐,并采用共沉淀法制备Co/MnOx催化剂,通过XRD、BET-PSD、TG-DSC、SEM、TEM、TPR、DRIFTS、 XPS表征手段考察了催化剂的结构、还原性、电子状态对FTS反应性能的影响。结果表明：与没有预处理的Co/MnOx-H2O催化剂相比,1,4-丁二醇(BDO)预处理的Co/MnOx-BDO催化剂孔径分布均匀、外貌形态规整且有明显的层次结构、Co3O4颗粒粒径更小且颗粒分布均匀、Co的电子密度更高。这样的结构增强了Mn的作用,抑制了加氢反应,因此C2=-C4=选择性由26.5%增加到42.2%,O/P (C2～C4组分中烯烃/烷烃)由1.01增加到2.38,几乎是Co/MnOx-H2O催化剂的2倍。采用浸渍法制备了Co/MnOx催化剂,并考察催化剂制备方法对FTS产物分布的影响。XRD、TPR结果表明浸渍法制备的Co/MnOx-Imp催化剂Co-Mn相互作用更弱,较弱的相互作用增大了Co的电子密度,促进了Mn对加氢反应的抑制作用,因此Co/MnOx-Imp催化剂C2＝-C4=选择性高达51.6%,其O/P高达3.88,C2=～C4=选择性几乎是共沉淀法制备的Co/MnOx-Cop的2倍,而O/P更是前者的4倍左右。通过考察焙烧温度、反应温度、反应压力对Co/MnOx催化剂FTS反应性能的影响,得到最佳的焙烧温度为673K；当Co/MnOx-Imp催化剂在523K、2.0MPa条件下发生FTS反应时,CO转化率为52.0%,C2=-C4=选择性为43.1%,O/P为3.04。采用共沉淀法制备Co/ZrO2/MnOx催化剂,研究Zr助剂对Co/MnOx催化剂FTS反应性能的影响。研究发现Zr助剂的加入改变了催化剂的还原行为,Mn和Zr的协同作用可明显调控FTS产物选择性,随着Zr02的增加,产物向高碳方向移动,但抑制了加氢反应,所以C2=～C4=选择性逐渐提高,O/P明显变大,Co/20ZrO2/MnOx催化剂的O/P高达3.46。