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低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯等)是重要的有机化工原料,在国民经济中占有十分重要的地位,合成气通过费-托(F-T)合成直接转化为低碳烯烃具有重要意义。熔铁催化剂价格低廉,制备简单,在该反应中具有较高的活性和低碳烯烃选择性。母体相组成和助催化剂对提高熔铁催化剂低碳烯烃选择性具有重要影响,所以本论文重点对母体相组成,助催化剂和反应条件对熔铁催化剂低碳烯烃选择性的影响进行了详细的研究,并通过XRD、TPD、TG-DTG和SEM-EDS等表征手段对催化剂进行了表征,得到了以下主要结论:(1)母体相组成对熔铁催化剂的费托合成反应的转化率以及低碳烯烃选择性具有显著影响。母体相组成n(Fe2+)/n(Fe3+)为1.0左右时,低碳烯烃选择性最高,为50.59%。CO2-TPD表明,n(Fe2+)/n(Fe3+)为1.0左右时,熔铁催化剂表面碱性最强。(2)钾助剂的加入能大幅度提高低碳烯烃选择性,但实验表明,K助剂的最佳加入量是2%,当K2O含量超过2%时,CO转化率和低碳烯烃选择性随着反应时间的延长逐渐降低。(3)Sm2O3和混合稀土 RE含量对低碳烯烃选择性的影响很明显,对于母体相组成n(Fe2+)/n(Fe3+)为1.0左右的熔铁催化剂,Sm的最佳含量是1.5%,RE的最佳含量是0.5%。(4)L8(27)实验方差分析表明,ZnO和Ti02的加入能提高低碳烯烃选择性,V205和Mo03的加入会降低低碳烯烃选择性,在温度583 K,压力2.0 MPa,空速11400 h-1,氢碳比1.6反应条件下,正交实验最优组合时的CO转化率为73.5%,低碳烯烷比为5.31。(4)反应条件研究结果表明,空速、压力、温度、H2/CO比对熔铁催化剂低碳烯烃选择性有很大影响。熔铁催化剂制低碳烯烃最适宜的反应条件是:空速11400 h-1,压力1.0 MPa,温度583 K,氢碳比 1.6。