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费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis，FTS)是煤间接液化与生物质制取液体燃料的重要途径，而制备具有高活性、高选择性的费托催化剂，尤其是高选择性是费托催化的研究重点。传统铁基费托催化剂价格低廉，适用于不同反应条件，但主要生成烯烃以及短碳链产物，不符合液体燃料的碳数分布要求。 在近期的研究中发现，利用碳纳米管或其他无机纳米管特殊的管内限域空间担载活性组元，可以提高其催化活性，以及调变催化剂产物选择性。二氧化钛纳米管具有狭窄的管内空间以及独特的电子性质，可以限制催化颗粒尺寸，阻滞反应分子的扩散运动，并与活性组元之间产生电子相互作用。将其作为载体，限域担载铁基催化剂后，可以提高其费托催化性能，实现产物的碳链增长。 本论文从利用二氧化钛纳米管载体的限域效应出发，开展了不同热处理工艺的二氧化钛纳米管内限域担载三氧化二铁纳米颗粒的制备以及催化性能的研究。 (1)以水热法合成的钛酸纳米管为载体，采用真空-超声辅助等体积浸渍法将纳米Fe2O3颗粒装载于二氧化钛纳米管内，制备了二氧化钛纳米管限域Fe2O3催化剂，具有较高的可见光光解水制氢活性以及稳定性。这一结果归因于管内狭小空间引起的Fe2O3量子尺寸效应，以及纳米管表面与活性位的电子传递作用。此外考察了以不同热处理温度纳米管为载体的催化剂的制氢性能。提高二氧化钛纳米管的结晶度以及减弱纳米管与Fe2O3之间的强相互作用可以提高制氢活性。 (2)采用St(o)ber法对钛酸纳米管进行TEOS表面改性，获得了具有高温稳定性的TiO2纳米管载体，并用于制备Fe2O3限域于纳米管内的费托合成催化剂。催化剂的活性提高，C5+选择性显著增加，产物以烷烃为主，显示出较好的碳链增长效果。这一结果归因于管内限域空间对于反应物以及中间产物扩散的阻碍，提高了α烯烃的再吸附。 (3)以高温处理的的TiO2纳米管为载体，将Pt纳米颗粒分别担载于管内限域Fe2O3和管外担载Fe2O3催化剂的对应另一侧管壁上，考察纳米管与Fe2O3之间电子相互作用的改变以及对费托性能的影响。Pt的担载加强了电子由活性位向纳米管的转移，增加了催化剂的烯烃产物以及C12+烃类选择性。