本文描述了氫化催化劑、其前體以及其在適用于將二氧化碳和/或一氧化碳轉(zhuǎn)化為烴的方法中的用途。特別地，本文所描述的催化劑和方法產(chǎn)生c5+烴，特別是c5+α烯烴。
背景技術(shù)：
1、烯烴作為用于制造寬范圍的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)單元和作為燃料的主要組分而在化學(xué)工業(yè)中被廣泛使用。α-烯烴在末端或α位具有雙鍵，這增強(qiáng)了該位置的反應(yīng)性并使它們可用于生產(chǎn)洗滌劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、藥物、精細(xì)化學(xué)品和聚合物。
2、由合成氣(synthesis?gas/syngas)催化制備烴是眾所周知的，并且通常被稱(chēng)為費(fèi)-托合成。然而，費(fèi)-托合成傾向于促進(jìn)形成飽和烷烴。
3、此外，眾所周知的是需要減少運(yùn)輸行業(yè)的溫室氣體(ghg)排放。由于燃料效率提高、氫燃料電池和電動(dòng)汽車(chē)，英國(guó)在2002至2012年將道路運(yùn)輸?shù)膅hg排放減小了8.6％。然而，第二大運(yùn)輸分部——航空的排放增加約6％。
4、由co2或co生產(chǎn)燃料可以解決前述能源需求，同時(shí)滿(mǎn)足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。然而，最先進(jìn)的co2制燃料轉(zhuǎn)化主要產(chǎn)生c1產(chǎn)品(合成氣、甲酸、甲醇)，并且不太常產(chǎn)生c2至c4產(chǎn)品例如混合醇和烯烴。這些過(guò)程在甲醇制烯烴(mto)或ft合成之后可以產(chǎn)生長(zhǎng)鏈烴混合物。然而，直接經(jīng)由這樣的路線(xiàn)獲得燃料例如噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料特別具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法生產(chǎn)期望的組成(即包含c5+烴)以滿(mǎn)足嚴(yán)格的、完善確立的標(biāo)準(zhǔn)。
5、需要適用于將二氧化碳和/或一氧化碳轉(zhuǎn)化為烴的新的高性能催化劑和方法。特別地，需要廉價(jià)且豐富的催化劑和使用所述催化劑的方法，所述方法提高二氧化碳和/或一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，和/或提高有價(jià)值的烴例如c5+烴(包括c5+(α)烯烴)的產(chǎn)率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、在第一方面中，本發(fā)明涉及催化劑前體，其包含鐵物質(zhì)、堿金屬或其鹽、以及絡(luò)合劑。
2、在第二方面中，本發(fā)明涉及用于制備催化劑前體的方法，其包括：
3、(a)將(i)鐵物質(zhì)、(ii)堿金屬或其鹽、(iii)絡(luò)合劑以及(iv)溶劑合并；
4、(b)攪拌步驟(a)的混合物以提供均相的混合物；
5、(c)將步驟(b)的混合物加熱以部分地除去溶劑，從而提供漿料或糊料；
6、在第三方面中，本發(fā)明涉及可根據(jù)第二方面的方法獲得的催化劑前體。
7、在第四方面中，本發(fā)明涉及可通過(guò)使根據(jù)第一方面的催化劑前體活化而獲得的催化劑。
8、在第五方面中，本發(fā)明涉及用于制備催化劑的方法，其包括：
9、(a)提供根據(jù)本發(fā)明的第一或第三方面的催化劑前體；
10、(b)任選地對(duì)所述催化劑前體進(jìn)行煅燒；以及
11、(c)使所述前體活化。
12、在第六方面中，本發(fā)明涉及可根據(jù)第五方面的方法獲得的催化劑。
13、在第七方面中，本發(fā)明涉及用于二氧化碳的氫化的方法，所述方法包括：使包含氫氣和二氧化碳的原料與根據(jù)第一方面的催化劑前體或根據(jù)第四或第六方面的催化劑在升高的溫度和壓力下接觸。
14、在第八方面中，本發(fā)明涉及用于一氧化碳的氫化的方法，所述方法包括：使包含氫氣和一氧化碳的原料與根據(jù)第一方面的催化劑前體或根據(jù)第四或第六方面的催化劑在升高的溫度和壓力下接觸。
15、在第九方面中，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)烯烴的方法，所述方法包括：使包含氫氣和二氧化碳和/或一氧化碳的原料與根據(jù)第一方面的催化劑前體或根據(jù)第四或第六方面的催化劑在升高的溫度和壓力下接觸。
16、在第十方面中，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)燃料的方法，所述方法包括：使包含氫氣和二氧化碳和/或一氧化碳的原料與根據(jù)第一方面的催化劑前體或根據(jù)第四或第六方面的催化劑在升高的溫度和壓力下接觸。
17、在第十一方面中，本發(fā)明涉及非均相混合物，其包含根據(jù)第一方面的催化劑前體或根據(jù)第四或第六方面的催化劑和含有氫氣和一氧化碳、和/或氫氣和二氧化碳的氣體。
18、本發(fā)明的任一特定方面的優(yōu)選的、合適的和任選的特征也是任何其他方面的優(yōu)選的、合適的和任選的特征。
1.一種用于二氧化碳和/或一氧化碳的氫化的催化劑，其特征在于，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑包含鐵碳化物、錳或其氧化物、鈷或其氧化物以及堿金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化劑，其特征在于，所述堿金屬為鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的催化劑，其特征在于，fe：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑，其特征在于，fe：mn的摩爾比為15:1至5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的催化劑，其特征在于，fe：堿金屬的摩爾比為100:1至2:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑，其特征在于，fe：堿金屬的摩爾比為20:1至4:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的催化劑，其特征在于，所述鐵碳化物為fe5c2。
9.一種用于制備權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的催化劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)中的活化包括：在250℃至500℃的溫度下，將煅燒后的所述催化劑前體暴露于一氧化碳和氫氣的混合物中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑選自檸檬酸、酒石酸、草酸、edta(乙二胺四乙酸)、nta(次氮基三乙酸)、dtpa(二亞乙基三胺五乙酸)和hedta(n-(2-羥乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸)，或其鹽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑為檸檬酸。
13.一種用于二氧化碳?xì)浠姆椒?，其特征在于，包括：使包含氫氣和二氧化碳的原料與根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的催化劑在180℃至500℃的溫度下和/或在0.5mpa至20mpa的壓力下接觸。
14.一種用于一氧化碳?xì)浠姆椒?，其特征在于，包括：使包含氫氣和一氧化碳的原料與根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的催化劑在180℃至500℃的溫度下和/或在0.5mpa至20mpa的壓力下接觸。
15.一種用于生產(chǎn)烴的方法，其特征在于，包括：使包含(i)氫氣和(ii)一氧化碳和/或二氧化碳的原料與根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的催化劑在180℃至500℃的溫度下和/或在0.5mpa至20mpa的壓力下接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述烴為c5+烴。