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稀土作助剂的钴系催化剂合成及费托反应性能评价
引言：
催化剂是化学反应的关键，催化剂的选择和性能对化学反应的影响尤为重要。稀土作为一类具有特殊重要的化学性质的元素，已经被发现在电子和电子空位的属性、磁性、自旋轨道耦合以及金属-间质界面上具有优异性能。因此稀土催化剂的应用也越来越广泛。
1.0背景
在制备烷基化产生的干酪根烷烃和烃烃在化工领域有广泛应用，用于各种用途，例如润滑油添加剂和燃料油添加剂。十年来，还重复提出了将费托反应与稀土催化体系相结合来产生意义重大的胶体稳定纳米颗粒。
费托反应作为一种重要的工业化学反应过程，在有机合成、材料制备、石化及煤化工等领域有着广泛的应用。费托反应是一种通过卡宾的形式进行氢化的反应，钴系催化剂是费托反应中典型的催化剂之一。
稀土元素由于其在高温高压下稳定的氧化物，在催化剂、涂料、磁材料、半导体材料等领域也有广泛应用，尤其钙钛矿结构的稀土氧化物因其优异物理化学性能，还被广泛应用于光催化、汽车排放控制、传感器、生物医学材料等领域。
近年来，稀土作为钴系催化剂的辅助剂广泛应用于费托反应中，提高了反应的活性和选择性，但其性能及合成工艺的探讨和研究还不够深入和完善。
本论文旨在探讨稀土作助剂的钴系催化剂合成及费托反应性能评价。
2.0稀土作助剂的钴系催化剂合成
一般来说，稀土元素作为助剂的加入，不仅能够促进钴催化剂表面的羰基还原反应，还能够增加钴的分散性，使钴催化剂更加稳定。有报道指出，纳米结构的稀土氧化物作为助剂可以有效地改善反应的活性和高选择性。因此采用与稀土氧化物作助剂的钴系催化剂也越来越受到关注。
2.1催化剂的制备方法
2.1.1共沉淀法
共沉淀法是一种常用的催化剂制备方法。在制备钴系催化剂时，先将CoCl2·6H2O和稀土氯化物一起加入蒸馏水中后，得到所需催化剂前驱体的沉淀，然后进一步进行焙烧或还原处理，得到稀土作助剂的钴系催化剂。
2.1.2沉积-沉淀法
沉积-沉淀法是一种将催化剂的前驱体和稀土氧化物沉积在载体材料上的方法。将Co(NO3)2·6H2O和稀土氯化物混合到所需催化剂的前驱体中，随后进行积累-沉积法的过程，使得所需催化剂的前驱体和稀土氧化物沉积在载体材料上，再进一步进行焙烧或还原处理得到稀土催化助剂的钴系催化剂。
2.1.3其他方法
此外，还有一些其他的制备方法，如溶胶-凝胶法、浸渍法、水热法等。这些方法都有其优缺点，需要根据不同的反应系统进行选择。
2.2催化剂的特点
由于加入稀土助剂的钴系催化剂稀土元素的离子大小、电子结构等因素，其物理化学性质均发生了较大变化。稀土作为助剂可改变钴系催化剂表面的结晶度、表面化学成分、粒径分布及孔结构等特性，从而提高催化剂的活性、选择性和稳定性。
3.0费托反应性能评价
费托反应的反应物主要包括二氧化碳和氢气，其反应条件较为温和，可以通过优化反应条件来实现催化剂的活性和选择性。在实验中，通过检测反应产物中各组分的物质质量分数、比表面积、晶型等物理化学性质来判断反应的效果。
3.1催化剂活性评价
将所制备的钴系催化剂在一定条件下与在烷基化反应中常用的工业级二元醇进行反应，观察反应的活性和选择性。采用气相色谱仪等化学分析方法，测定反应物和产物的组成，确认反应过程中的催化效果。
3.2催化剂稳定性评价
钴系催化剂的稳定性是指催化剂在长时间反应条件下的反应性能的保持程度。一般情况下，催化剂在高温、高压、高分子含量反应条件下容易出现失效现象，这种现象导致催化剂减少或失去活性。
采取一定的实验条件，如温度、压力、反应时间等，对催化剂进行反应评价，并观察催化剂在不同反应周期内的反应性能变化，以确定催化剂的稳定性。
4.0结论
本文综述了稀土作助剂的钴系催化剂合成及费托反应性能评价。通过合理选择催化剂的制备方法和合成条件，稀土作助剂可以有效地改善钴系催化剂表面的物理化学性质，提高了催化剂的活性、选择性和稳定性。在缺氢和CO2气相反应、烷基化反应中，明确了评价催化剂效果的常用方法，并揭示了稀土助剂的钴系催化剂在费托反应中的应用前景。
参考文献：
[1]TomohiroMakino,TomooMizugaki,KotaroObana,etal.Cerium(IV)oxide-supportedcobaltcatalystsforthereductionofcarbondioxide:EffectofCeO2-supportsoncatalyticperformance,JournalofCo₂Utilization,2019,33:252-258.
[2]WenhaoGong,YuanjieZhao,ShuMiao,etal.FacilesynthesisofCoCeOsolidsolutionanditsapplicationinthereversewate