【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂及制备与应用。
技术介绍
1、航空煤油是由不同馏分组成的c8～c16碳氢化合物，内含直链烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃和烯烃，主要用于喷气飞机发动机的燃料。近年来，随着世界航空运输业迅猛发展，全球航空煤油年消耗高达1.5～1.7*109桶。中国航空煤油需求量同样巨大，且呈现逐年增长态势，预计2021～2025年航空煤油需求增速6～7％，2025年消耗量将达到4.9*103万吨。目前，全球石油资源日益减少，而我国石油资源也严重依赖进口，因此，开发制备航空煤油的替代技术受到世界各国研究者的青睐。
2、二氧化碳(co2)作为廉价的碳资源，可与氢气反应生成甲烷、低碳烯烃、高级烃(汽油、航空煤油、柴油)以及甲醇、二甲醚等多种化学品。随着“碳达峰、碳中和”号召，co2捕获与利用技术日益受到较多关注。co2加氢制航空煤油技术不仅可以缓解环境问题，还可降低对传统化石燃料的依赖，实现碳资源的高效利用，发展低硫、低氮的清洁航空燃料的重大意义。
3、牛津大学采用有机燃烧法制得fe-mn-k型氧化物催化剂，在300℃、1.0mpa、h2/co2＝3.0、ghsv＝2400ml/h.gcat条件下反应20后，二氧化碳转化率为38.2％，甲烷选择性10.4％，c5+选择性61.9％，其中c8～c16选择性47.8％。
4、中国科学院上海高研院研发的co-feox-na型氧化物催化剂，在240℃、3.0mpa、h2/co2＝3.0、ghsv＝5500ml/h
5、清华大学制备的zncr2o4/sbx-hzsm-5催化剂，在350℃、2.0mpa、h2/co2＝3.0条件下，二氧化碳转化率为34.0％，实现选择性大于80wt％的c8-c12芳烃的航空煤油馏分，目前，该团队已完成了co2aftm技术实验室小试，正在进行10万立方二氧化碳/年中试。
6、专利cn117844513a提供了一种二氧化碳加氢直接制取航空煤油馏分烃的方法，所述内容包括：由负载铁基氧化物进行二氧化碳加氢，和具有烯烃聚合和重质烃加氢裂解的复合分子筛混合。采用负载-浸渍法将铁基氧化物负载到碳纤维材料上，再与复合分子筛hy-hbeta进行共混所得的催化剂fe-c/hy-hbeta。该方法co2转化率13.3～50％，甲烷选择性7.3～14.3％，c8～c16馏分选择性39～53.8％。
7、专利cn112973773a提供了一种二氧化碳加氢液态燃料复合催化剂制备的方法，所述内容包括：通过调控核壳结构的微环境，采用直接离子交换、碱性溶液扩孔控制分子筛酸性与孔道结构，形成具有核壳结构的复合催化剂k-znfe2o4-meso-zsm-5等，co2转化率34.6％，甲烷选择性11.3％，c5+选择性为61.5％。
8、由此可见，二氧化碳加氢直接制航空煤油是亟需解决的技术问题，提高二氧化碳转化率、c5+的选择性以及催化剂活性稳定性尤为关键。
技术实现思路
1、由于二氧化碳(co2)分子稳定、活化困难，仍是当前科学研究的热点与难点。二氧化碳加氢直接制航空煤油技术所要解决的问题在于如何将改进型费-托催化剂与介孔分子筛进行耦合，开发出铁基复合氧化物/介孔分子筛耦合的双功能催化剂，同时具备逆水煤气变换(rwgs)和费-托合成(fts)反应活性，同时调整介孔分子筛的孔结构和酸性，控制齐聚、异构、芳构化等二次反应，实现不同反应间的精准匹配，以得到高co2转化率和高选择性航空煤油馏分。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，包括fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛，所述fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛的质量比为(4:1)～(1:4)，所述fe-m铁基复合氧化物中的m选自过渡金属或碱金属中的一种或多种。
3、本专利技术还提供一种如上所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，包括步骤：将fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛分别研磨、共混，得到所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂。
4、本专利技术还提供一种如上所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂在二氧化碳加氢制航空煤油中的用途。
5、本专利技术还提供一种二氧化碳加氢制航空煤油的方法，将如上所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂进行还原，然后通入h2/co2/n2的混合气进行反应，制备得到航空煤油
6、如上所述，本专利技术具有以下有益效果：
7、本专利技术通过共沉淀法将具有氧空位的金属氧化物(zro2、in2o3、ceo2等)以及适量的碱金属氧化物引入铁基复合氧化物体系，制得铁基复合氧化物fe-me(zr、in、ce、na、k等)体系，然后通过调整金属fe/me摩尔比、介孔分子筛sio2/al2o3摩尔比以及两组分质量比，将铁基复合氧化物与介孔分子筛进行颗粒共混，制得铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂。
8、本专利技术的将铁基复合氧化物与介孔分子筛进行颗粒共混，制得铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂采用具有氧空位金属氧化物的铁基复合氧化物体系，与介孔分子筛进行精准匹配耦合后，不仅能提高二氧化碳转化率、而且还改善航空煤油馏分选择性。本专利技术的新型的铁基复合氧化物/介孔分子筛体系应用于二氧化碳加氢制航空煤油时，二氧化碳转化率达42.3％，c5+选择性达77％，尤其航空煤油选择性达68.3％，可较好地满足co2加氢直接生产航空煤油工艺的需求。
9、本专利技术研发的新型的高效改进型费-托催化剂，增强了二氧化碳加氢活化能力以及碳链增长能力，抑制了甲烷化反应。
10、本专利技术通过调控介孔分子筛的孔结构和酸性，再将上述的改进型费-托催化剂与介孔分子筛两组分进行精准匹配，控制齐聚、异构、芳构化等二次反应烈度，从而得到高选择性c8～c16航空煤油馏分。
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1.一种铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，其特征在于，包括Fe-M铁基复合氧化物和介孔分子筛，所述Fe-M铁基复合氧化物和介孔分子筛的质量比为(4:1)～(1:4)，所述Fe-M铁基复合氧化物中的M选自过渡金属或碱金属中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
3.如权利要求2所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
4.如权利要求1～3任一项所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：将Fe-M铁基复合氧化物和介孔分子筛分别研磨、共混，得到所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂。
5.如权利要求4所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述Fe-M铁基复合氧化物和介孔分子筛的质量比为(4:1)～(1:4)；
6.如权利要求4所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述Fe-M铁基复合氧化物的制备方
7.如权利要求6所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
8.如权利要求4所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛在研磨前的预处理包括：将所述介孔分子筛先用碱溶液处理，然后经洗涤、干燥、焙烧，再采用NH4NO3溶液进行质子交换处理，再次洗涤、干燥、焙烧，备用。
9.如权利要求8所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
10.如权利要求1～3任一项所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂在二氧化碳加氢制航空煤油中的用途。
11.一种二氧化碳加氢制航空煤油的方法，其特征在于，将权利要求1～3任一项所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂进行还原，然后通入H2/CO2/N2的混合气进行反应，制备得到航空煤油。
12.根据权利要求11所述的二氧化碳加氢制航空煤油的方法，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
...【技术特征摘要】
1.一种铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，其特征在于，包括fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛，所述fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛的质量比为(4:1)～(1:4)，所述fe-m铁基复合氧化物中的m选自过渡金属或碱金属中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
3.如权利要求2所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂，其特征在于，还包括以下特征的一项或多项：
4.如权利要求1～3任一项所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：将fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛分别研磨、共混，得到所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂。
5.如权利要求4所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述fe-m铁基复合氧化物和介孔分子筛的质量比为(4:1)～(1:4)；
6.如权利要求4所述的铁基复合氧化物/介孔分子筛双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述fe-m铁基复合氧化物的制备方法包括：将铁源与m源溶于溶剂中形成溶液a，将沉淀剂溶于溶剂中...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙予罕，王慧，曹志红，马春辉，宿美平，王香港，
申请(专利权)人：上海簇睿低碳能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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