1.采用铁基催化剂进行二氧化碳加氢合成低碳烯烃的方法,其特征在于:所述铁基催化剂以质量份数计包括以下组分:a)铁元素或其氧化物中的一种或两种以上,所占份数为5~88%;b)选自钴、镍、镁的氧化物中的任意一种或两种以上,所占份数为10~80%;c)选自锂、钠、钾、铷、铯的氧化物中的任意一种或两种以上,所占份数为0.001~20%。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:组分a)优选铁的氧化物为fe3o4或fe2o3中的一种或两种以上,组分a)优选的含量为25~70%;
组分b)优选钴、镍、镁的氧化物中的任意一种或两种以上,组分b)优选的含量为20~70%;
组分c)优选锂、钠、钾、铯的氧化物中的任意一种或两种以上,组分c)优选的含量为0.01~15%。
3.根据权利要求1~2任一所述的方法,其特征在于:铁基催化剂制备过程包括以下步骤:
1)取可溶性铁盐和m的可溶性盐溶于去离子水,得到溶液a,金属离子的浓度为0.1~2mol/l,其中m为钴、镍、镁中的一种或两种以上;
2)取碱溶于去离子水中配制沉淀剂,得到溶液b,浓度为0.001~10mol/l;
3)将溶液b置于20-60℃的水浴锅中,在搅拌状态下将溶液a加入其中,混合液中有沉淀生成;其中溶液b与溶液a的体积比为0.5~10,充分沉淀后调节体系的ph值为9~11;之后将得到的混合物在60~95℃水浴中搅拌老化0.5~24h;
4)对得到的浑浊液进行过滤、洗涤,将滤饼在50~200℃置于空气中干燥12~48h后得到水滑石前驱体c;
5)取锂、钠、钾、铷、铯中一种或两种以上的可溶性盐溶于去离子水和制成溶液d,碱金属离子的浓度为0.001~10mol/l;
6)取固体c,将配制的溶液d滴加到固体c中或者倾倒于固体c中,溶液d与固体c的体积比为0.1~10,并将其混合均匀;
7)将步骤(6)中的混合物在室温下浸渍0.5~48h;
8)将步骤(7)中得到的混合物于60~120℃下干燥4~24h;
9)将干燥后的混合物在350~700℃下焙烧1~8h,得到铁基催化剂。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:
步骤1)中所述的可溶性铁盐为硝酸盐、氯化物中的一种或两种;m的可溶性盐为硝酸盐、氯化物中的一种或两种;
步骤2)所述的碱为氢氧化钠和碳酸钠的水溶液,氢氧化钠和碳酸钠摩尔比为0.5~2:1;
步骤5)中锂、钠、钾、铷、铯的可溶性盐为硝酸盐。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:
步骤9)中可在流动或者静止的空气气氛中进行焙烧;其中采用程序升温从室温或者烘干温度升到焙烧温度,升温速率为0.5~10℃/min;优选的焙烧温度为380~500℃,焙烧时间为0.5~6h。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法,其特征在于:催化剂在使用前需要进行还原活化,催化剂的还原活化过程为:还原气为纯h2,摩尔纯度大于等于99.9%,还原气的体积空速为1000~3600h-1,从室温至还原温度的升温速率为1~10℃/min,还原温度为200~600℃,压力为常压,还原时间为1~24h。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法,其特征在于:所述催化剂用于co2加氢合成低碳烯烃反应;所述低碳烯烃是指碳数由2到4的低碳烯烃产物。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法,其特征在于:催化剂应用于固定床反应器进行co2加氢合成低碳烯烃反应的条件为:反应气体为co2和h2的混合气,其中摩尔比h2:co2=0.5~4,体积空速为600~30000ml/(gcat·h),反应温度为200~600℃,反应压力为0.1~6mpa。