1.一种纳米核壳钴基催化剂,其特征在于:该催化剂包含多孔碳载体、助剂和负载在多孔碳载体上的具有核壳结构的钴纳米粒子,金属钴被碳化钴壳包覆其中而形成核壳结构。
2.如权利要求1所述的纳米核壳钴基催化剂,其特征在于,催化剂中钴含量在10wt%~30wt%之间,优选15wt%-25wt%,更优选15wt%-20wt%;助剂包括过渡金属助剂,以及碱金属和/或碱土金属助剂;过渡金属助剂为mn、la和ce中的一种或二种以上,其于催化剂中按金属质量计的重量含量在0.1wt%~5wt%之间,优选0.3wt%-3wt%,更优选0.5wt%-2wt%;碱金属或碱土金属助剂为li、na、k、ca、mg、ba中的一种或二种以上,其于催化剂中按金属质量计的重量含量在0.01wt%~2wt%之间,优选0.1wt%-1wt%。
3.如权利要求1或2所述的纳米核壳钴基催化剂,其特征在于,核壳结构钴纳米粒子的粒径在10~15nm,作为核的金属钴晶粒粒径在2~6nm,金属钴被碳化钴壳包覆其中而形成核壳结构,所述碳化钴为钴元素与碳元素形成的化合物co2c。
4.一种权利要求1-3任一项所述的纳米核壳钴基催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的活性炭,比表面积在800~1000m2/g之间,孔容在0.8~1.2cc/g之间。
6.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述的过渡金属助剂盐类包括mn、la、ce中的一种或二种以上的氯化物、硫酸盐和硝酸盐中的一种或二种以上;步骤(5)中所述的碱金属和碱土金属盐类包括li、na、k、ca、mg、ba中的一种或二种以上的氯化物、硫酸盐和硝酸盐中的一种或二种以上。
7.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)和(5)中的焙烧温度在220~400℃之间,优选300~350℃,焙烧气氛为氮气和氩气中的一种或二种;焙烧时间在2~6小时,优选3~4小时。
8.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(6)中所述的还原气氛为氢气,或氢气与氮气的混合气,还原气氛中氢气体积含量在50%~100%之间,优选70%~100%;还原温度在300~500℃之间,优选400~470℃。还原时间在2~6小时,优选3~4小时。
9.一种权利要求1-3任一项所述的纳米核壳钴基催化剂在催化合成气直接制醇和烯烃中的应用。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,反应在固定床反应器中进行,合成气中co与h2的摩尔比为1:1~1:3,反应温度为190~270℃,反应压力2.5~6mpa。