合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状
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多产低碳烯烃费托铁基催化剂研究进展
１ 负 载铁 基催 化剂 催 化剂 载 体 是 负 载 型 催 化 剂 的重 要 组 成 部
分 ，载体使催化剂具有适宜的形状 、尺寸和机械强 度 ，更 能 满 足 工业 反 应 器 的操 作 要 求 ；因此 ，载 体 种 类 和性 质将 对铁 基 催 化 剂 的活 性 、寿 命 和选 择 性 有很 大影 响 。负载 铁基催 化 剂所 用 载体 主要有 氧化物 载体 、活性炭 载体 、分 子筛 载体 和新 型炭 材 料载体 。 １．１ 氧化 物载 体
收 稿 日期 ：２０１５一Ｉ２—０７。 作者简介 ：张魁 ，博士 ，主要从 事催化剂研究 。 基金项 目：神华集团科技创新项 目一两段费托合 成技术开发 （ＳＴ９３００１２ＳＨＩ１）
目前研 究 较 多 铁 基 催 化 剂 有 负 载 铁 基 催 化 剂 、熔铁 催 化剂 和沉 淀 铁 催 化 剂 。在 ＿Ｔ业应 用 方 面 ，熔铁 催 化剂 主要 用于 高温 费托 反应 ，主要 产 物 为低碳 烯烃 和 汽油 ；沉 淀铁 基 催 化 剂 主 要 用 于低 温费托 反应 ，主要 产 物 为 柴 油 和液 蜡 。而 负载 型 铁 基催 化 剂实 际应 用较少 。
ＷＡＮｌ８ 发 现 将 Ａ１，Ｏ 引 入 铁 基 催 化 剂 后 可 通 过 Ｆｅ和 Ａ１，Ｏ 较 强 的相 互 作 用 提 高低 碳 烯 烃 的选 择 性 ，ＫＡＮＧ 也 发 现 Ａ１，Ｏ 载 体 比 ＳｉＯ，载 体 更能促 进催 化 剂 的还 原 和碳 化 ，从 而 提 高 等 ¨。 研 究 了 Ｋ、Ｍｎ和 ｃｕ等 多种 助 剂 对 分 别 用 Ａ１：Ｏ 和 ＳｉＯ 作 载体 的负 载铁基催 化 剂 的低 碳烯 烃选 择性 的影 响 ，发 现在 Ｆｅ／Ｍｎ／Ａ１ Ｏ 或 Ｆｅ／Ｃｕ／Ａ１２Ｏ 中加 入 Ｋ助剂 ，不仅 可 以提高 ＣＯ转 化 率 ，而且 可 以大 幅 提 高低 碳 烯 烃 的 选 择 性 。 ＧＡＬＬＥＧＯＳ等 … 研 究 了 Ｍｇ改性二 氧化 硅负 载 铁 基催 化 剂 ，结 果发 现 ， 催 化剂 烯烃 选择性 主 要受 到金 属 晶粒 的 大小和 载
分 ，载体使催化剂具有适宜的形状 、尺寸和机械强 度 ，更 能 满 足 工业 反 应 器 的操 作 要 求 ；因此 ，载 体 种 类 和性 质将 对铁 基 催 化 剂 的活 性 、寿 命 和选 择 性 有很 大影 响 。负载 铁基催 化 剂所 用 载体 主要有 氧化物 载体 、活性炭 载体 、分 子筛 载体 和新 型炭 材 料载体 。 １．１ 氧化 物载 体
收 稿 日期 ：２０１５一Ｉ２—０７。 作者简介 ：张魁 ，博士 ，主要从 事催化剂研究 。 基金项 目：神华集团科技创新项 目一两段费托合 成技术开发 （ＳＴ９３００１２ＳＨＩ１）
目前研 究 较 多 铁 基 催 化 剂 有 负 载 铁 基 催 化 剂 、熔铁 催 化剂 和沉 淀 铁 催 化 剂 。在 ＿Ｔ业应 用 方 面 ，熔铁 催 化剂 主要 用于 高温 费托 反应 ，主要 产 物 为低碳 烯烃 和 汽油 ；沉 淀铁 基 催 化 剂 主 要 用 于低 温费托 反应 ，主要 产 物 为 柴 油 和液 蜡 。而 负载 型 铁 基催 化 剂实 际应 用较少 。
ＷＡＮｌ８ 发 现 将 Ａ１，Ｏ 引 入 铁 基 催 化 剂 后 可 通 过 Ｆｅ和 Ａ１，Ｏ 较 强 的相 互 作 用 提 高低 碳 烯 烃 的选 择 性 ，ＫＡＮＧ 也 发 现 Ａ１，Ｏ 载 体 比 ＳｉＯ，载 体 更能促 进催 化 剂 的还 原 和碳 化 ，从 而 提 高 等 ¨。 研 究 了 Ｋ、Ｍｎ和 ｃｕ等 多种 助 剂 对 分 别 用 Ａ１：Ｏ 和 ＳｉＯ 作 载体 的负 载铁基催 化 剂 的低 碳烯 烃选 择性 的影 响 ，发 现在 Ｆｅ／Ｍｎ／Ａ１ Ｏ 或 Ｆｅ／Ｃｕ／Ａ１２Ｏ 中加 入 Ｋ助剂 ，不仅 可 以提高 ＣＯ转 化 率 ，而且 可 以大 幅 提 高低 碳 烯 烃 的 选 择 性 。 ＧＡＬＬＥＧＯＳ等 … 研 究 了 Ｍｇ改性二 氧化 硅负 载 铁 基催 化 剂 ，结 果发 现 ， 催 化剂 烯烃 选择性 主 要受 到金 属 晶粒 的 大小和 载
双功能催化剂在合成气一步法制低碳烯烃中的研究进展
第50卷第4期2021年4月应用化工Applied Chemical IndustryVol.50No.4Apr.2021双功能催化剂在合成气一步法制低碳烯婭中的研究进展史永永2,蒋东海▽，杨春亮"，易芸刘飞】，3,林倩心，曹建新'（1.贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳550025；2,贵州理工学院化学工程学院，贵州贵阳550003；3.贵州省绿色化工与清洁能源技术重点实验室，贵州贵阳550025）摘要:双功能催化剂能够有效地突破费托合成中烯怪选择性限制，实现了高的低碳烯怪选择性，成为合成气一步法制低碳烯烧的研究热点。
详细综述了近五年来金属氧化物/分子筛双功能催化剂的制备、构效关系、催化机理的研究进展，并对双功能催化剂的进一步发展方向进行了展望。
关键词:合成气;低碳烯桂;费拓合成;双功能催化剂中图分类号:TQ426；TQ519文献标识码:A文章编号：1671-3206（2021）04-1060-04Research progress of bifunctional catalyst for one-stepcoversion from syngas to light olefinsSHI Yong-yong1,3,JIANG Dong-hai),2, YANG Chun-liang1,3,YI Yun'3,UU Fei3,LIN Qian,CAO Jian-xi^(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Guizhou University, Guiyang550025,China；2.College of Chemical Engineering,Guizhou Institute of Technology,Guiyang550003,China；3.Guizhou Province Key Laboratory for Green Chemical and Clean Energy Technology,Guiyang550025,China)Abstract:FTO route and the bifunctional catalysis route are two routes of the conversion from syngas to light olefins through one-step method.As the bifunctional catalysis route could effectively break the selective limit of light olefin in FTO route,it has become a research hotspot in recent years.The research progress of synthesis,catalytic mechanism and structure activity relationship of OX-ZEO bifunctional catalyst for one-step coversion from syngas to light olefin in recent years is reviewed.In addition,the prospect of syngas on one-step conversion to light olefins by bifunctional catalyst was devised.Key words:syngas；light olefins；Fischer-Tropsch synthesis；bifunctional catalyst低碳烯烧（乙烯、丙烯）是重要的基础有机化工原料,广泛应用于聚合物及其他高附加值化学品的生产，是一个国家工业和经济水平的代表⑴。
铁基催化剂的研究意义及国内外研究现状及发展趋势
铁基催化剂的研究意义及国内外研究现状及发展趋势本课题要研究一种用于铁路动车轮对滚动轴承外圈的涡流探伤机械装置。
该装置采用涡流技术实施对动车轴承外圈表面质量的检测，从而将一改轴承外圈传统的人工磁粉探伤方法所带来的探伤结果受人为因素影响较大及很难实现探伤自动化等缺点。
采用该装置对轴承外圈进行有效探伤的同时，能极大地提高无损探伤评价的客观性，而且具有自动化程度高（配以合适的上、下料机构就能接入轴承生产和在线检测流水线）、探伤效率高及探伤检测质量好等优点。
近年来，随着铁路和轨道交通的快速发展，各种型式的轨道交通工具层出不穷，如高速列车、动车、地铁、城轨加上传统的铁路列车，都无一例外在其轮对上使用滚动轴承。
因而滚动轴承的性能和质量将直接影响列车运行的安全性及舒适性，为此滚动轴承及其主要零件（包括内外圈、滚动体）的质量及其检测越来越受到各方的重视。
在欧美一些发达国家及日本的轴承生产厂家，尤其是世界十大著名轴承生产商，为了抢占世界铁路轴承市场，都对铁路轴承的开发、检测投入了大量的财力和人力，如世界最大的轴承生产商瑞士的SKF，在全球拥有90个独资生产厂家，2008年销售额为50亿美元，在国际轴承市场的产品占有率达20%。
目前中国的大部分动车轮对进口滚动轴承均使用SKF轴承：此外日本的NSK、NTN等轴承株式会社生产的轴承，国际市场产品占有率也达20%左右。
轨道交通尤其是高速列车（时速≥200公里）所采用的滚动轴承，在列车高速运行时所受各种因素的影响更严重，为达到同样的使用寿命，对轴承的质量提出了更高的要求，所以要求对新制出厂的轴承及其主要零件进行较为严格的探伤检测，以确保轴承品质优良。
同时轴承在运行时由于受列车交变应力的作用也易产生疲劳缺陷，甚至发展成裂纹。
这对轨道交通车辆的安全运行将造成严重威胁，因此滚动轴承缺陷的检测也就成了是一项非常必要而又关键的工作。
二氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基催化剂的研究进展
第52卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 9 2023年9月 Liaoning Chemical Industry September，2023基金项目： 周口师范学院大学生创新创业训练计划项目（项目编号：202210478007）；河南省科技攻关项目（项目编号：222102320047）。
收稿日期： 2023-02-07二氧化碳加氢制备低碳烯烃用铁基催化剂的研究进展李梦婷，段胜阳，陈泓坤，刘子豪，熊章会，李苏辛，薛莹莹（周口师范学院， 河南 周口 466001）摘 要： CO 2加氢制备低碳烯烃技术是助力我国“双碳目标”达成的有效路径之一。
重点介绍了CO 2加氢制备低碳烯烃用铁基催化剂的研究进展，评述了铁基催化剂中助剂和载体的研究现状及存在问题，并对铁基催化剂的发展方向进行了展望。
关 键 词：CO 2加氢； 低碳烯烃； 铁基催化剂中图分类号：TQ032.41 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）09-1359-03CO 2转化为碳基能源和化学品技术不仅可以缓解全球气候变化，还可以减轻化石能源枯竭的危机，实现C 1资源的循环利用[1-2]。
低碳烯烃（C 2=~C 4=）包含乙烯、丙烯和丁烯，是一类重要的高附加值基础化工原料。
目前低碳烯烃的工业化生产主要依赖传统高碳能源，如石脑油裂解、催化裂化和煤转化路径，这些合成路径所需的原料为不可再生资源，且在生产过程中排放大量的CO 2，不仅浪费了宝贵的碳资源，更加剧了温室效应，造成全球气候变化。
CO 2催化加氢制备低碳烯烃这一变废为宝的技术不仅能将有害的CO 2转化为高附加值的基础化学品，还可以减轻温室效应，同时减缓低碳烯烃生产对石油和煤等不可再生资源的依赖，实现碳资源的优质循环利用。
因此，通过催化转化CO2制备低碳烯烃有助于我国“2030碳达峰2060碳中和”目标的达成，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
图1 CO 2催化加氢制备低碳烯烃的路径CO 2催化加氢制备低碳烯烃路径主要分为直接反应路径和间接反应路径[3-4]，如图1所示。
合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展
所以， 虽然 铁基催 化剂 反应 机理 比较 复杂 ， 是 由 但 于它 的优 良性能 ， 是 成 为合 成气 直 接 制 取低 碳 还 烯 烃 的主要催 化 剂 。
气是替代传统石油生产低碳烯烃的重要原料 ， 随 着石油资源的 日益减少和碳一化学 的迅速发展， 从合成气（ 可由天然气和煤转换得到） 直接制取低 碳烯 烃 的技术 开 发 ， 一方 面 可 减 少对 石 油 资 源 的 过分 依赖 ， 推动 贫 油地 区 的工 业 发展 及 均 衡 合理 利用 国家 资源 ， 一方 面为 从 非石 油 资 源 获得 乙 另 烯 、 烯等 重要化 工原料 开辟 了新 的途径 口 。 丙 ｑ］
（． １辽宁石油化工大学 石油化工学院 ， 辽宁 抚顺 １ ３０ ；． １ ０ １２ 中国石油化工 股份有 限公 司 抚 顺石油化 工研究院 ， 辽宁 抚顺 １ ３０ ） １０ １
摘
要： 评述 了近年来有关合成气直接制低碳 烯烃铁基催化 剂的研究进展 ， 重点分析 了铁基催化剂的
活性相 、 栽体、 助剂对催化剂的活性 、 选择性等方面的影响， 并对 未来铁基催化 荆的发展方 向进 行 了展望。
等［ ］这 些 铁 相 结 构 在 具 体 催 化 剂 中 的形 成 和 ５ ，
分 布状 态 的结 果 会 因 为反 应 条 件 、 应 过程 中的 反
１ 合 成 气 直 接 制 低 碳 烯 烃 铁 基 催 化 剂
合成气直接制低碳烯烃就是 Ｃ Ｏ和 Ｈ 在催
化 剂作 用 下 ， 过 费一 通 托合 成 法 制 得碳 原 子 数 ≤ ４ 的烯 烃 的过程 ［ 。在 费一 合成 技 术 中 ， 化 剂 的 ４ ］ 托 催
关 键 词 ： 成 气 ； 碳 烯 烃 ； 基催 化 剂 ； 剂 ； 体 合 低 铁 助 载
合成气直接制低碳烯烃最新进展
合成气直接制低碳烯烃 研究进展
目录
研究背景 研究进展
•1.FTO催化剂 •2.双功能催化剂
总结与展望 参考文献
2
低碳烯烃
低碳烯烃
乙烯
丙烯
丁烯
3
工业生产
4
合成路径
乙烷丙烷 裂解
石脑油裂 化
合成气催 化转化
低碳 烯烃
5
合成气制低碳烯烃
双功能催化剂
间接
费托催化剂
如果能减少反应步骤， 将合成气直接高选择性合成低碳烯烃，将体现 出流程更短、能耗更低的优势，有较强的竞争力，未来发展前景更好 。
核壳催化剂Cr-Zn@SiO2@SAPO-34
SEM images showing the surface morphology of Cr-Zn@SiO2@SAPO-34 catalyst.
25
核壳催化剂
与纯Cr-Zn金属氧化物相比, 核壳结构催化剂将产物分布 由甲醇和甲烷移动至C2-4烃（所有烃类产物中占66.9%） ， 但C2-4烯烃选择性不好。
10
FT催化剂
VIII 族金属均具有 空位ｄ轨道，能够 接受电子，因此对 合成气中 的 CO 和 H ２ 均具有较强的 吸附性能，促使 CO 加氢反 应的发 生 ， 可 作 为 FT 催 化剂。
Activity of CO hydrogenation over various metals.
11
FTO催化剂
13. de Jong et al. Science 2016, 351, 1030-1031. 14. Kang Cheng et al. Angew. Chem. 2016, 128, 1-5. 15. Ló pez C et al. Science, 2012, 335(6070):835-8.
目录
研究背景 研究进展
•1.FTO催化剂 •2.双功能催化剂
总结与展望 参考文献
2
低碳烯烃
低碳烯烃
乙烯
丙烯
丁烯
3
工业生产
4
合成路径
乙烷丙烷 裂解
石脑油裂 化
合成气催 化转化
低碳 烯烃
5
合成气制低碳烯烃
双功能催化剂
间接
费托催化剂
如果能减少反应步骤， 将合成气直接高选择性合成低碳烯烃，将体现 出流程更短、能耗更低的优势，有较强的竞争力，未来发展前景更好 。
核壳催化剂Cr-Zn@SiO2@SAPO-34
SEM images showing the surface morphology of Cr-Zn@SiO2@SAPO-34 catalyst.
25
核壳催化剂
与纯Cr-Zn金属氧化物相比, 核壳结构催化剂将产物分布 由甲醇和甲烷移动至C2-4烃（所有烃类产物中占66.9%） ， 但C2-4烯烃选择性不好。
10
FT催化剂
VIII 族金属均具有 空位ｄ轨道，能够 接受电子，因此对 合成气中 的 CO 和 H ２ 均具有较强的 吸附性能，促使 CO 加氢反 应的发 生 ， 可 作 为 FT 催 化剂。
Activity of CO hydrogenation over various metals.
11
FTO催化剂
13. de Jong et al. Science 2016, 351, 1030-1031. 14. Kang Cheng et al. Angew. Chem. 2016, 128, 1-5. 15. Ló pez C et al. Science, 2012, 335(6070):835-8.
合成气直接制取低碳烯烃催化剂研究进展
合成气直接制取低碳烯烃催化剂研究进展陈景润【摘要】合成气直接制取低碳烯烃是C1化学研究领域中一个最具挑战的研究课题,由于工艺过程简单、能耗低,成为非石油路线生产低碳烯烃的新途径.直接转化反应催化剂包括复合型催化剂和费托反应制烯烃催化剂两类.本文综述了高C/H比和低C/H比合成气直接转化制取低碳烯烃催化剂的研究进展,对不同催化剂的反应性能进行了比较,最后对未来研究前景进行了展望.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)015【总页数】3页(P6-8)【关键词】合成气;低碳烯烃;复合型催化剂;费托反应【作者】陈景润【作者单位】陕西延长石油(集团)有限责任公司炼化公司,陕西延安 727406【正文语种】中文【中图分类】TQ426.6;O643.36作为现代化学工业的重要基石，低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)是全世界消费量最大的基础有机化学品，可用于生产多种有机化工产品、合成材料和精细化工产品，其下游产品在多个领域都有广泛应用。
传统石化工业主要从石油炼制过程获得低碳烯烃。
随着石油资源的快速消耗、日益枯竭及开采难度逐渐加大，亟待开发从可替代资源出发生产低碳烯烃的新途径。
天然气、煤炭和生物质等含碳资源通过气化过程能够生产合成气，合成气进一步经过直接或间接反应转化生成低碳烯烃。
合成气间接制取低碳烯烃主要是甲醇制烯烃反应。
合成气直接制取低碳烯烃是C1化学研究领域最具挑战的研究课题之一，由于工艺过程简单、能耗低，成为最具有潜力的非石油路线生产低碳烯烃新途径。
天然气生产富H2的合成气(H2/CO>2)，而煤炭和生物质生产富CO的合成气(H2/CO=0.5～1.0)。
因为低碳烯烃C/H=1：2，所以富H2合成气更适合用于生产低碳烯烃。
富CO合成气需要通过一步额外的水煤气变换反应来调整H2/CO比，从而将多余的CO转化为CO2，富H2合成气则不需要经过水煤气变换反应，可以直接用于制取低碳烯烃。
本文综述了合成气直接转化制取低碳烯烃催化剂的研究进展，对不同催化剂的反应性能进行比较，并对未来催化剂改进优化和工业应用前景进行展望。
合成气制低碳烯烃铁催化剂活性相的研究进展
碳三中间态 C3H7*，然后同上分别生成丙烯、丙烷
和 碳 四 中 间 态 C4H9*， 继 续 上 述 过 程 ， 直 至 链
终止。
一般适用于 FTS 反应的催化剂主要有 Fe、Co、
Ru、Ni等，其活性顺序为Ru > Ni > Co ≈ Fe。其中铁
基催化剂廉价易得，链增长能力及加氢能力较弱，更
适合生产低碳烯烃。表1列举了近年来采用铁基催化
target products. In addition, the research of the effect of iron carbide crystals on the distribution of
products is also an important problem to be solved by researchers in the future.
4.1
4.0
第 11 期
王玲玉等：合成气制低碳烯烃铁催化剂活性相的研究进展
· 4951 ·
图 2 烯烃在催化剂表面的二次吸附反应机理［15-16］
产物选择性。但是，FTS 反应的产物选择性受费托
合成产物分布规律 （ASF） 限制，低碳烃 （包含低
碳烯烃和烷烃） 的选择性最高为 58%[18]，同时甲烷
accepted by many researchers that iron carbide is the active phase in Fischer-Tropsch to olefins (FTO). In
the paper, the recent research on active phase iron carbide is summarized, and the effect preparation
和 碳 四 中 间 态 C4H9*， 继 续 上 述 过 程 ， 直 至 链
终止。
一般适用于 FTS 反应的催化剂主要有 Fe、Co、
Ru、Ni等，其活性顺序为Ru > Ni > Co ≈ Fe。其中铁
基催化剂廉价易得，链增长能力及加氢能力较弱，更
适合生产低碳烯烃。表1列举了近年来采用铁基催化
target products. In addition, the research of the effect of iron carbide crystals on the distribution of
products is also an important problem to be solved by researchers in the future.
4.1
4.0
第 11 期
王玲玉等：合成气制低碳烯烃铁催化剂活性相的研究进展
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图 2 烯烃在催化剂表面的二次吸附反应机理［15-16］
产物选择性。但是，FTS 反应的产物选择性受费托
合成产物分布规律 （ASF） 限制，低碳烃 （包含低
碳烯烃和烷烃） 的选择性最高为 58%[18]，同时甲烷
accepted by many researchers that iron carbide is the active phase in Fischer-Tropsch to olefins (FTO). In
the paper, the recent research on active phase iron carbide is summarized, and the effect preparation
合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状
合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状随着全球能源需求的不断增长和能源结构的转型，低碳烯烃作为一种清洁能源具有广阔的发展前景。
合成气制低碳烯烃是一种重要的途径，其中利用铁基催化剂催化反应是一种有效的方式。
本文将探讨合成气制低碳烯烃铁基催化剂的制备研究现状。
铁基催化剂是一种广泛应用于合成气制低碳烯烃的催化剂。
目前，已经有许多关于铁基催化剂的制备和表征工作进行了研究。
其中，包括了溶胶凝胶法、共沉淀法、离子交换法、物理混合法、物理吸附法等多种制备方法。
在这些方法中，溶胶凝胶法具有优良的控制性能，能够调控催化剂的结构和性能，有望成为铁基催化剂制备的主流方法之一、另外，还有一些研究者通过合成新型的拥有特殊结构的载体，如纳米碳管、氧化石墨烯等，来提高铁基催化剂的催化性能和稳定性。
在表征方面，X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附(BET)等技术被广泛应用于铁基催化剂。
这些技术可以对催化剂的结构、形貌、比表面积等性能进行全面评价，从而为进一步改进催化剂提供理论依据。
此外，虽然铁基催化剂在合成气制低碳烯烃领域具有很高的潜力，但仍然存在一些挑战。
例如，催化剂的表面活性中心易受到污染和失活，导致催化性能下降；同时，铁基催化剂在高温高压条件下容易发生结构变化和脱活现象。
因此，如何提高催化剂的稳定性和抗污染能力仍然是一个亟待解决的问题。
总的来说，合成气制低碳烯烃铁基催化剂的制备研究取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战。
未来的研究应该集中在提高催化剂的活性和稳
定性，寻找新型的催化剂制备方法，改进催化剂表征技术等方面，以推动该领域的发展并实现商业应用。
铁基催化剂的制备及其活性研究
铁基催化剂的制备及其活性研究随着环保意识的不断增强，人们对于环境污染的关注也越来越深入。
作为化学催化领域的一种新型催化剂，铁基催化剂受到了越来越多的关注。
铁基催化剂在环境领域、化学合成和金属腐蚀等方面有着广泛的应用。
因此，本文将介绍铁基催化剂的制备及其活性研究。
第一部分：铁基催化剂的制备铁基催化剂的制备方法有很多种，其中常见的方法有溶液法、沉积法、共沉淀法等。
本文将重点介绍溶液法制备铁基催化剂。
溶液法制备铁基催化剂包括两个步骤：首先，将某些特定的铁盐和一些覆盖剂加入到溶液中，形成铁盐沉淀。
然后，通过还原和煅烧处理，得到铁基催化剂。
其中，铁盐可以选择FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)3等铁盐，覆盖剂可以选择如NaOH、KOH等碱性剂；还原剂可以选择Zn、NaBH4等还原剂；煅烧温度一般在300℃~800℃之间，具体温度需要根据催化剂的性质和应用环境来决定。
在整个制备过程中，还需要注意控制各参数的比例和 pH 值，以避免催化剂的失效。
第二部分：铁基催化剂的活性研究铁基催化剂的活性研究主要涉及催化剂的稳定性、反应速率、反应选择性和催化剂的再生性等方面。
稳定性是衡量铁基催化剂的一个重要参数。
实验证明，铁基催化剂的稳定性与其结构和合成方法密切相关。
例如，采用物理混合法制备的铁基催化剂稳定性通常比共沉淀法制备的催化剂好。
反应速率是另一个关键参数。
实验表明，铁基催化剂的反应速率与其晶体结构、比表面积、氧化程度和颗粒大小等因素密切相关。
因此，在实验过程中，需要综合考虑并调节这些因素，以得到最佳的反应速率。
反应选择性是铁基催化剂研究中的又一个热点。
实验证明，反应选择性与催化剂表面吸附基团的类型和数量密切相关。
例如，铁基催化剂表面上含有较多的-acid 基团通常能够提高反应选择性。
此外，反应条件也是影响反应选择性的重要因素，在实验过程中需要仔细考虑和调节。
再生性是铁基催化剂研究中的一个重要问题。
实验表明，铁基催化剂的再生性与其还原程度和表面氧化物的种类和含量密切相关。
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Ｋ Ｏ为助剂， Ｚ Ｓ Ｍ ５分子筛为载体， 用浸 渍法制备 的 ２ 铁基负载型催化剂在微反 －色谱装置中对合成气直
８ ］ ６ ． ６ ％［ 。 以 Ｍｇ Ｏ作 接制取低碳烯 烃 的 收 率 可 达 ５
１ 铁基催化剂的制备
铁基催化剂的成功制备是其在合成气制低碳烯 烃中达到良好应用 效 果 的 关 键 步 骤， 采用不同方法 制备的铁基催化剂 催 化 效 果 也 有 所 不 同， 助剂及载
为载 体， 采用浸渍法制备的不同 Ｆ ｅ含 量 的 Ｆ ｅ Ｍｎ ／ Ｍｇ Ｏ催化 剂 的 比 表 面 积 对 反 应 活 性 有 重 要 影 响。 ｅ 含量增加， Ｆ ｅ Ｍｎ间相互作用增强， 形成了难 随着 Ｆ
收稿日期：２ ０ １ ５－ ０ ３－ １ ７ 作者简介： 曹婉鑫（ １ ９ ９ ４ —） ， 女， 陕西渭南人， 化工专业本科在读。
曹婉鑫
（ 陕西理工学院化学与环境科学学院， 陕西汉中 ７ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 论述了合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究现状， 并对未来的发展前景进行展望， 以期为铁基催化剂的进一 步研究提供参考。 关键词：合成气 低碳烯烃 铁基催化剂 制备 中图分类号： Ｔ Ｑ ２ １ １ 文献标识码： Ａ 文章编号：１ ０ ０ ６ ３ ３ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ ０ ０ ２ ０ ０ ４
７ ］ 烯烃 的 选 择 性 ［ 。 以 铁 铈 的 氧 化 物 为 活 性 组 分，
。费托（ Ｆ ｉ ｓ ｃ ｈ ｅ ｒ Ｔ ｒ ｏ ｐ ｓ ｃ ｈ ） 合成
法是合成气制备低 碳 烯 烃 的 主 要 方 法， 但存在产物 Ｏ 易 分 解 等 问 题， 给低 分布较宽、 选 择 性 低、 原料 Ｃ 碳烯烃的制备带来了困扰。合适的催化剂可以提高 低碳烯烃生成率， 是影响低碳烯烃得率的主要因素。 铁基催化剂的使用 效 果 及 经 济 性 较 好， 是目前较常 用的合成气制低碳烯烃催化剂。制备过程中载体及 助剂的加入能更好的提高铁基催化剂的稳定性及选 择性， 制备好的催 化 剂 在 使 用 前 还 需 进 一 步 活 化 来 提高催化剂的性能。随着合成气制低碳烯烃技术的 成熟， 铁基催化剂的制备也面临着更多的挑战。
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体的选择对催化剂的各项性能也有重要的影响。目 前报道的 铁 基 催 化 剂 的 制 备 方 法 包 括 传 统 的 浸 渍 法、 共沉淀法、 溶胶 －凝胶法和一些新型的催化剂制 备技术。 １ ． １ 浸渍法 浸 渍 法 是 用 浸 泡 的 方 法 将 铁 盐 吸 附 到 载 体 中， 待浸泡完全或达到 平 衡 后 除 去 剩 余 溶 液， 再经过干 燥、 煅烧、 活化等一 系 列 后 处 理 即 得 催 化 剂， 制备工 艺简单、 成 本 低 廉， 因此是最常用的催化剂制备方
第３ ０卷 第 ２期 ２ ０ １ ５年 ６月
合 成 技 术 及 应 用 Ｓ Ｙ Ｎ Ｔ Ｈ Ｅ Ｔ Ｉ ＣＴ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＡ Ｎ ＤＡ ｏ ． ２ Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ５
专题论述
合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状
［ ５ ］
Ｆ ｅ ／ Ａ ｌ Ｏ 在２ ８ ５℃ 、 ２ ． ５ＭＰ ａ 、 气态空速 γ ２ ３ 催 化 剂，
－１ ４０ ０ ０ｈ 、 ｎ （ Ｈ ） ∶ ｎ （ Ｃ Ｏ ）＝ ２的 条 件 下， 随Ｆ ｅ负 载 ２
量的 增 加， Ｆ ｅ ／ Ａ ｌ Ｏ Ｏ加 氢 活 性 先 增 γ ２ ３ 催化剂的 Ｃ ｅ负 载 量 （ 质量含量） 为１ ６ ％时活性 加后降低， 在Ｆ 最高。 催化剂制备过程中助剂和活性成分的浸渍顺序 Ｋ和 对催化剂的性 能 也 有 一 定 的 影 响。 研 究 表 明， Ｆ ｅ 元素在 Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｅ ２载体上的浸渍顺序的不同会给 催化剂 的 氢 还 原 性 能 以 及 表 面 酸 碱 性 带 来 差 异。 Ｃ Ｏ加氢评价实验发 现， 先在 Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｅ ２上 浸 渍 上 Ｋ 助剂然后再浸渍 Ｆ ｅ ， 相对其它 的浸 渍 顺 序 更 有 利 于 降低催化剂表面的 酸 性， 从而提高反应产物中低碳
乙烯、 丙烯等 低 碳 烯 烃 是 衡 量 一 个 国 家 化 学 工 业发展水平的重要 指 标， 还是合成其他有机化工产 品的关键中间体。 随 着 国 民 经 济 的 增 长， 低碳烯烃 的需求量越来越大， 通过石油化工生产低碳烯烃逐 渐出现供求矛盾。 煤、 天然气或生物质（ 纤 维 素、 半 纤维素、 木质素等） 经过化学反应生成的合成气 （ Ｃ Ｏ 和Ｈ ） 是非石油路线制备低碳烯烃的可行 途径。 合 ２ 成气制备低碳烯 烃， 具 有 工 艺 路 线 短、 设 备 投 资 少、 资源利用率 高 等 特 点， 引起了高度的关注
６ ］ 法。邢军等 ［ 采用浸渍 法 制 备 了 不 同 Ｆ ｅ负 载 量 的
。低
碳烯烃主要依靠石 油 裂 解 产 生， 在世界石油能源紧 张的局势下， 大力 开 发 以 合 成 气 为 原 料 制 备 低 碳 烯 烃具有重要的战略意义。 合 成 气 制 低 碳 烯 烃 具 有 较 好 的 原 料 供 应 保 障， 与传统蒸汽裂解和 经 甲 醇 制 烯 烃 工 艺 相 比， 具有原 料价格便宜的优势， 并副产高价值油品， 在经济性上 具有较强 的 竞 争 力
第 ２期
曹婉鑫 ． 合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状
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于还原 的 Ｆ ｅ Ｍｎ固 溶 体， 当铁负载量为 ９ ％ 时， 催化 剂的活性和低碳烯烃选择性最佳
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化剂为原料， 用改进的有机胺蒸气相传输转化法， 得 到了负载高分散铁的交织氧化硅纳米线球体催化剂 Ｎ Ｗ Ｆ Ｓ ） ， 并用于费 托 合 成 反 应。在 所 制 纳 米 线 催 （ 化剂中， 原料催化 剂 中 氧 化 硅 在 氧 化 铁 诱 导 下 成 功 地转变成纳米线交 织 微 球 载 体， 而氧化铁组分则高 度分散在氧化硅 纳 米 线 上。 在 费 托 合 成 中， 纳米线 铁硅催化剂由于其特殊的堆积结构所导致的较低的 扩散阻力和高的铁 活 性 组 分 分 散 度， 提高了低碳烯 烃尤其是乙烯的选择性。 沉淀 剂 的 溶 解 度 较 大 能 加 快 催 化 剂 的 生 成， 常 用的有氨气、 氨 水 和 铵 盐 等。 中 国 科 学 院 山 西 煤 炭