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中国经济在经历了高速增长后，在2010年国内生产总值开始超过日本，成为世界第二大经济体，在之后的时间内仍将以较高的增速发展，这促使中国对石油资源的需求持续增加。目前中国的石油主要依靠进口，2015年原油对外依存度超过60％，这给中国的经济安全带来不利的影响。将煤炭转化为清洁的液体燃料油品是降低中国原油对外依存度的切实有效办法。费-托合成(Fischer-Tropschsynthesis，FTS)技术即在此背景下发展而来。FTS可将煤基合成气(H2与CO的混合物)转化为长链烃，再经过加氢精制可获得燃料油品。铁基费-托催化剂具有价廉、适合煤基合成气（较低的H2/CO比）、产物分布可控等优点，适合大规模工业应用。单一的铁费-托催化剂由于选择性和稳定性均无法满足工业应用的要求，通常通过添加助剂及优化催化剂预处理条件来解决上述问题。 碳化钼(Mo2C)是一种具有良好加氢活性的新型催化剂，已被应用于众多加氢反应中。在一些加氢反应中部分金属如Pt、Au、Ni分别与Mo2C可以产生协同效应，有效提高催化剂反应性能。因此，本文将碳化钼应用于铁催化剂的CO加氢反应中，探索Fe-Mo2C之间的相互作用及其对Fe/Mo2C催化剂反应性能的影响，此外，采用H2、CO、合成气(H2/CO=2.0)三种气氛对Mo2C及Fe/Mo2C催化剂进行预处理研究，考查在不同气氛下预处理后，催化剂结构与反应性能的变化规律，主要的研究结果如下: 1.采用MoO3为前驱体，CH4为碳源，通过程序升温反应法在不同的碳化温度(550℃、630℃、700℃、760℃)下制备了碳化钼催化剂(分别表示为MoC550、MoC630、MoC700、MoC760)。利用低温N2物理吸附、粉末X-射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)、CO脉冲吸附、程序升温表面反应(TPSR)、程序升温脱附(TPD)等表征方法考查了催化剂的物理化学性质，最后在固定床积分反应器上评价催化剂的CO加氢反应性能，反应条件为:280℃，3.1 MPa，H2/CO=2.0，3.0L(STP)/g/h。结果表明，在MoC550催化剂中开始形成少量六方结构的Mo2C，主要物相为MoO2，MoC630催化剂中物相只有Mo2C，表面基本无积炭，继续增加碳化温度，催化剂的结构仍然是Mo2C，然而，在MoC700催化剂表面开始出现少量积炭，在MoC760催化剂表面产生较严重的积炭。碳化过程中Mo2C的平均晶粒尺寸和比表面积缓慢增加。随着碳化温度增加，催化剂表面碳化程度逐渐升高，导致催化剂表面分子态吸附CO的强度逐渐减弱，而解离态吸附H2的强度几乎不变。Mo2C催化剂的CO加氢反应产物主要是C1-C7的烷烃和CO2，其本征活性（单位时间内每个活性位上CO分子转化数）随着催化剂碳化程度升高而升高，催化剂产物选择性受CO转化率及表面积炭的影响，同等条件下CO转化率升高，Mo2C催化剂CH4选择性增加，重质烃(C5+)选择性和烯/烷比减小;同等条件下CO转化率相同，表面积炭的Mo2C催化剂CH4选择性减小，C5+选择性和烯/烷比增加。 2.采用程序升温反应法在相同的碳化条件(630℃，0.1 MPa，20％CH4/80％H2，12 L(STP)/g/h，5 h）下制备了Mo2C催化剂，利用Fe(CO)5热分解法制备了一系列不同铁负载量的Fe/Mo2C催化剂。利用低温N2物理吸附、XRD、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、穆斯堡尔谱(MES)、程序升温还原(TPR)、TPD、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段表征了催化剂的物理化学性质，在固定床积分反应器上测试催化剂的CO加氢反应性能，反应条件为:270℃，3.1 MPa，H2/CO=2.0，3.0 L(STP)/g/h。结果表明，新鲜Fe/Mo2C催化剂的比表面积随着铁负载量增加而逐渐降低，反应后Fe/Mo2C催化剂的比表面积延续了相同的变化规律。当铁负载量达到10 wt％时，铁粒子发生一定程度团聚。Fe/Mo2C催化剂表面Fe的还原程度随着铁负载量的升高而逐渐增加。反应后Fe/Mo2C催化剂中铁物相处于高分散状态，对于低铁含量(1 wt％、3 wt％)的Fe/Mo2C催化剂，铁物相为超顺磁Fe2+(SPM)、Fe3+(SPM)，而10％ Fe/Mo2C催化剂中除了上述铁物相之外，还存在x-Fe5C2。Fe/Mo2C催化剂受到本身表面铁、钼还原程度的影响，其反应活性随着铁负载量的增加呈现先降低后升高的趋势，产物中CH4选择性不断降低，C5+选择性、烯/烷比以及醇类选择性不断增加，铁物相能够较好地分散在Mo2C表面，使催化剂在反应中表现出良好的运行稳定性。 3.采用程序升温反应法制备了Mo2C催化剂，利用Fe(CO)5热分解法制备了一系列不同铁负载量的Fe/Mo2C催化剂，采用H2、 CO及合成气(H2/CO=2.0)三种气氛对所制的Mo2C及Fe/Mo2C催化剂进行预处理研究，采用低温N2物理吸附、XRD、MES、TPSR等手段表征催化剂的物理化学性质，采用固定床微分反应器考查预处理气氛对催化剂CO加氢反应性能的影响，反应条件为:280℃，2.0 MPa，60％ H2/30％CO/10％Ar，300 mL(STP)/g/min，其中Ar为内标气。结果显示，在H2气氛下还原，Fe/Mo2C催化剂中部分铁可还原为α-Fe，大部分铁(约60％)仍然是超顺磁Fe2+(SPM)、Fe3+(SPM)以及Fe3O4等物相，α-Fe和Fe3O4在反应中完全转化为x-Fe5C2。在CO以及合成气气氛下还原/碳化，Fe/Mo2C催化剂中铁物相为超顺磁Fe2+(SPM)、Fe3+(SPM)以及x-Fe5C2等，反应过程中部分x-Fe5C2转化为Fe3O4。不同气氛下还原的Mo2C及Fe/Mo2C催化剂在接触合成气后，表面形成三类碳物种，分别为解离态吸附的CO、表面碳物种(CmHn)、石墨碳。不同气氛下还原的Mo2C或者Fe/Mo2C催化剂表面结构具有显著差异。Mo2C的反应活性顺序为H2＞CO≈合成气，其产物中CH4选择性顺序为H2＞合成气＞ CO，C5+选择性和烯/烷比顺序为H2＜合成气＜CO。Fe/Mo2C的反应活性顺序为H2＞合成气＞CO，CH4选择性顺序为H2＞CO＞合成气，C5+选择性和烯/烷比顺序为H2＜CO＜合成气。