1.本发明涉及能源技术领域及温室气体排放与二氧化碳资源化利用领域，特别涉及一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的制备方法和应用。
背景技术：
2.二氧化碳作为一种自然界大量存在的碳资源，借助太阳能电解水制氢的氢气将其转化为高附加值的液体燃料，将有利于同时解决大气中二氧化碳增加导致的环境问题，对化石燃料过度依赖问题。
3.汽油等烃类化合物是重要的交通运输燃料，在世界范围内广泛应用，因而被认为二氧化碳加氢制汽油是极具有潜力的目标产物。由于二氧化碳惰性很难转化含有两个以上碳原子化合物，因而需要开发一种有效的催化剂才能解决二氧化碳加氢制汽油的应用。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的制备方法和应用。
5.本发明的技术方案为：
6.一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂，所述催化剂包括金属氧化物和zsm-5分子筛。
7.所述金属氧化物占催化剂质量份数为20-80％，金属氧化物包括na-fe3o4；所述zsm-5分子筛占催化剂的质量份数为20-80％，zsm-5分子筛选自al2o3。
8.一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)、将含na元素金属盐和含fe元素金属盐溶液与沉淀剂溶液混合，经反应得到沉淀物；
10.(2)、将步骤(1)得到的沉淀物经老化、洗涤、干燥、焙烧，得na、fe金属氧化物na-fe3o4；
11.(3)、采用等体积浸渍法将得到的na、fe元素金属氧化物溶于水，配置浸渍液；
12.(4)、将na与fe元素金属氧化物的浸渍液与zsm-5分子筛混合、加工，即得所述多功能复合催化剂：na-fe3o4/zsm-5。
13.一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的应用，二氧化碳加氢制汽油的催化反应在固定床催化反应塔中进行，反应前将所述催化剂在惰性气体na氛围中活化，然后通入二氧化碳和氢气的混合气体进行反应，最后冷却至室温收集液相产物。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明催化剂具有优良的催化性，co2转化率高，目标产物汽油烃类化合物选择性高，烃类产物中的c5最高达80.2％以上。副产品甲烷和co选择性低，反应稳定，成本低廉，制备工艺简单，易于工业化生产。
具体实施方式
16.本发明公开了一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的制备方法和应用。所述催化剂包括金属氧化物和zsm-5分子筛。所述金属氧化物占催化剂质量份数为20-80％，金属氧化物包括na-fe3o4；所述zsm-5分子筛占催化剂的质量份数为20-80％，zsm-5分子筛选自al2o3。
17.本发明上述复合催化剂的制备方法包括以下步骤：
18.(1)、将含na元素金属盐和含fe元素金属盐溶液与沉淀剂溶液混合，经反应得到沉淀物。所述含na元素金属盐优选亚硝酸钠(nano2)，含fe元素金属盐优选氧化亚铁(feo)。所述沉淀剂为通用无机沉淀剂，如聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁等。所述含na元素金属盐溶液和含fe元素金属盐溶液浓度各为0.5-1mol/l，沉淀剂浓度为0.1-1mol/l。三者溶液的体积比为：20％-30％-50％。
19.(2)、将步骤(1)得到的沉淀物经老化、洗涤、干燥、焙烧，得na、fe金属氧化物(即na-fe3o4)。
20.(3)、采用等体积浸渍法将得到的na、fe元素金属氧化物溶于水，配置浸渍液。
21.(4)、将na与fe元素金属氧化物的浸渍液与zsm-5分子筛混合、加工，即得所述多功能复合催化剂：na-fe3o4/zsm-5。
22.其中：
23.步骤(1)中，反应温度为10-40℃。
24.步骤(2)中，老化温度为40-100℃，老化时间1-10h；干燥温度为60-100℃，干燥时间6-24h；焙烧温度为250-500℃，焙烧时间2-12h。
25.步骤(4)中，所述混合是将zsm-5分子筛浸没在浸渍液里，浸渍液中的na、fe元素金属氧化物成分即粘覆在分子筛身上即孔道内，静置时间16-24h。所述加工为：将附着na-fe3o4金属氧化物的zsm-5分子筛焙烧(焙烧温度为250-500℃，焙烧时间为8-12h)；再经机械球磨、压制，过筛，得20目-80目颗粒，装于容器中，通过震动实现均匀混合，即成na-fe3o4/zsm-5多功能复合催化剂。
26.本发明的催化剂的应用为：
27.二氧化碳加氢制汽油的催化反应在固定床催化反应塔中进行。
28.反应前将所述催化剂在惰性气体na氛围中活化，活化温度400-500℃，活化5-12小时。然后通入二氧化碳和氢气的混合气体进行反应，二氧化碳和氢气的摩尔比4∶1。反应条件为：反应温度350-500℃，反应压力1-7mpa，空速500-50000ml/h，最后冷却至室温收集液相产物。
29.烃气相色谱分析产物评价结果见下表：
30.转化率选择性ch4c2-c4c522.4％34％2.129.468.5
31.由表可看出，采用本发明催化剂用于二氧化碳加氢制汽油反应中，提高产物目标选择性高。
32.实施例：催化在1-5mpa，反应温度350-400℃，空速500-50000ml/h，co2/h2摩尔比4∶1的条件下，co2转化率高、失活率低，具有较强稳定性。
33.上述仅为本发明较佳实施例，对本技术领域技术人员在不具有创造性劳动前提
下，其他实施例都属于本发明保护范围。
技术特征：
1.一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂，其特征在于：所述催化剂包括金属氧化物和zsm-5分子筛。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述金属氧化物占催化剂质量份数为20-80％，金属氧化物包括na-fe3o4；所述zsm-5分子筛占催化剂的质量份数为20-80％，zsm-5分子筛选自al2o3。3.一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)、将含na元素金属盐和含fe元素金属盐溶液与沉淀剂溶液混合，经反应得到沉淀物；(2)、将步骤(1)得到的沉淀物经老化、洗涤、干燥、焙烧，得na、fe金属氧化物na-fe3o4；(3)、采用等体积浸渍法将得到的na、fe元素金属氧化物溶于水，配置浸渍液；(4)、将na与fe元素金属氧化物的浸渍液与zsm-5分子筛混合、加工，即得所述多功能复合催化剂：na-fe3o4/zsm-5。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述含na元素金属盐为亚硝酸钠，含fe元素金属盐为氧化亚铁；含na元素金属盐溶液和含fe元素金属盐溶液浓度各为0.5-1mol/l，沉淀剂浓度为0.1-1mol/l；三者溶液的体积比为：20％-30％-50％；所述反应温度为10-40℃。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，老化温度为40-100℃，老化时间1-10h；干燥温度为60-100℃，干燥时间6-24h；焙烧温度为250-500℃，焙烧时间2-12h。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述混合是将zsm-5分子筛浸没在浸渍液里，浸渍液中的na、fe元素金属氧化物成分即粘覆在分子筛身上即孔道内，静置时间16-24h。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述加工为：将附着na-fe3o4金属氧化物的zsm-5分子筛焙烧，焙烧温度为250-500℃，焙烧时间为8-12h)，再经机械球磨、压制，过筛，得20目-80目颗粒，装于容器中，通过震动实现均匀混合，即成na-fe3o4/zsm-5多功能复合催化剂。8.一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂的应用，其特征在于：二氧化碳加氢制汽油的催化反应在固定床催化反应塔中进行，反应前将所述催化剂在惰性气体na氛围中活化，然后通入二氧化碳和氢气的混合气体进行反应，最后冷却至室温收集液相产物。9.根据权利要求8所述的催化剂的应用，其特征在于：活化温度400-500℃，活化5-12小时。10.根据权利要求8所述的催化剂的应用，其特征在于：二氧化碳和氢气的混合气体中，二氧化碳和氢气的摩尔比4∶1；反应条件为：反应温度350-500℃，反应压力1-7mpa，空速500-50000ml/h。
技术总结
本发明公开一种用于二氧化碳加氢直接制汽油的催化剂制备方法和应用。其制备方法为：将含Na元素金属盐和含Fe元素金属盐与沉淀剂的溶液混合，反应得沉淀物；沉淀物经老化、洗涤、干燥、焙烧，得Na、Fe金属氧化物Na-Fe3O4；将金属氧化物配置浸渍液；将浸渍液与ZSM-5分子筛混合、加工，即得多功能复合催化剂Na-Fe3O4/ZSM-5。其应用为：先将催化剂在惰性气体Na氛围中活化，然后通入二氧化碳和氢气的混合气体进行反应，最后冷却收集液相产物。本催化剂具有优良的催化性，CO2转化率高，目标产物汽油烃类产物中的C5最高达80.2％以上，本发明反应稳定，成本低廉，制备工艺简单，易于工业化生产。易于工业化生产。
技术研发人员：王承东
受保护的技术使用者：王承东
技术研发日：2022.06.13
技术公布日：2022/8/9