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合成气经费托路径直接制烯烃（Fischer-Tropsch to Olefins,FTO反应）是C1化学中重要的研究领域之一,一直受到学术界和工业界的广泛关注。该反应是一种结构敏感型反应,催化剂的结构如物相、晶面、粒径等极大地影响着催化性能。前期研究发现,Co2C纳米棱柱状结构能够在温和条件下将合成气一步高选择性转化为烯烃,打破传统ASF产物分布限制。为了精准合成具有特定结构的Co2C纳米颗粒,有必要深入探究制备过程中各个环节对Co2C基FTO催化剂的影响。因此,本课题围绕制备过程对Co2C基合成气直接制烯烃催化剂构效的影响,深入研究制备过程中各因素对催化剂的纳米结构与催化性能的影响,试图为催化剂的优化提供一定的基础性研究指导。本论文主要研究成果如下:1.制备方法对Co2C基FTO催化剂构效关系的影响以CoMn为模型催化剂,采用沉淀法和浸渍法,并考虑不同添加次序,详细探究了催化剂制备方法对Co2C基FTO催化剂构效关系的影响。研究发现,不同的制备方法能够显著影响Co与Mn之间的结合方式。Co与Mn硝酸盐共沉淀,能够促进Co与Mn之间结合形成CoMn复合碳酸盐;Co盐先沉淀,Mn盐后沉淀,虽然能够形成大部分的复合碳酸盐,但同时也发现一小部分Co未能与Mn结合;而当Mn盐先沉淀,Co盐后沉淀,Mn与Co完全分离生成各自的碳酸盐。对于浸渍法制备的催化剂,Co与Mn也发生物相分离现象。在反应过程中,若Co与Mn能够紧密结合形成CoxMn1-xO前驱体,则其在合成气气氛下能够碳化得到暴露（101）和（020）晶面的Co2C棱柱状颗粒。Co2C棱柱状颗粒具有优异的FTO性能,表现为具有较高的活性和烯烃选择性,且甲烷选择性较低,产物分布明显偏离传统ASF模型。若Co与Mn未能够紧密结合,则形成游离Co O或金属Co前驱体,在合成气气氛下能够碳化得到Co2C球状颗粒。Co2C球状颗粒的FTO性能较差,表现为催化活性与烯烃选择性较低、甲烷选择性较高,产物分布符合传统ASF分布模型。2.焙烧温度对Co2C基FTO催化剂构效关系的影响以共沉淀型CoMn和惰性载体CNTs负载型CoMn为模型催化剂,详细探究了焙烧温度对共沉淀型和负载型Co2C基FTO催化剂的构效影响。研究发现,不同焙烧温度均通过改变CoxMn1-xO物相含量和颗粒大小来影响其催化性能。针对共沉淀型CoMn催化剂,在静止空气气氛下较低的焙烧温度未能促进碳酸盐的分解,还原后得到较多的fcc-Co,从而降低CoxMn1-xO物相含量;而在CMN/CNTs催化剂中,由于催化剂本身具有较强的自还原能力,惰性气氛下较高焙烧温度使CoxMn1-xO前驱体进一步还原为fcc-Co,从而降低CoxMn1-xO物相含量。由fcc-Co碳化得到的Co2C为球形纳米结构,而该结构在FTO反应中催化活性较低。此外,随着焙烧温度的升高,两种催化剂中CoxMn1-xO粒径逐渐增大,在合成气气氛下的碳化速率逐渐变慢,所生成的Co2C活性位数目逐渐变少,因此催化活性逐渐降低。3.载体处理对Co2C基FTO催化剂构效关系的影响以Al2O3载体为模型载体,通过载体热处理、载体改性等方式,调控载体-金属间相互作用,详细探究了载体处理对Co2C基FTO催化剂构效关系的影响。在Co2C基FTO催化剂中,载体-金属间较强的相互作用使得Co与Mn结合形成CoxMn1-xO前驱体的趋势变弱,进而造成催化活性变低。通过提高Al2O3载体的焙烧温度有助于削弱载体-金属间相互作用。同时,通过选用载体改性方式,发现Mg改性后的载体能够与Al2O3结合生成新的Mg Al2O4尖晶石物相,该尖晶石结构相比于Al2O3更加惰性,从而对FTO反应的促进作用较为明显,不仅能有效提高催化活性,且能抑制副产物CH4的生成,并提高附加值更高的长链烯烃的选择性。此外,提高Mg改性Al2O3载体的焙烧温度,能够进一步有效地削弱载体-金属间相互作用,促进Co与Mn结合生成CoxMn1-xO前驱体,提高催化剂在FTO反应中的催化活性和烯烃选择性。