1.一种用于合成气直接制备烯烃和芳烃的催化剂,其特征在于,所述催化剂由费托合成活性组分、助剂、惰性材料和分子筛组成,其中,一部分助剂负载在分子筛上,分子筛外层包覆有惰性材料,费托合成活性组分和另一部分助剂负载在惰性材料上;所述费托合成活性组分为Fe、Co或Ru中的一种或两种以上的氧化物,所述助剂为K、Na、Mg、P、Cu、Zn、Zr、Mn或Ni中的一种或两种以上氧化物,所述惰性材料为SiO2或Al2O3中一种或两种;所述分子筛为HZSM-5或HMCM-22中一种或两种。
2.根据权利要求1所述的一种用于合成气直接制备烯烃和芳烃的催化剂,其特征在于,所述费托合成活性组分的质量占催化剂总质量的5~70%;所述分子筛的质量占催化剂总质量的5~70%;所述助剂的总质量占催化剂总质量的0.02~10%;所述惰性材料的质量占催化剂总质量的1~20%;其中,负载在分子筛上的助剂质量占催化剂总质量的0.01-5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于合成气直接制备烯烃和芳烃的催化剂,其特征在于,所述分子筛具有片状结构,厚度为10nm~500nm。
4.根据权利要求1~3任一所述的一种用于合成气直接制备烯烃和芳烃的催化剂,其特征在于,所述分子筛中的硅铝比为10~500。
5.权利要求1~4任一所述的一种用于合成气直接制备烯烃和芳烃的催化剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)采用原子层沉积法将助剂负载于分子筛外表面;
(2)将步骤(1)得到的分子筛材料浸渍于含惰性材料前驱体的溶液中,经过搅拌、水热反应、干燥、焙烧操作后,得到含有惰性材料层的分子筛;
(3)采用等体积浸渍法或共沉淀法将费托合成活性组分前驱体、助剂前驱体负载到步骤(2)制备得到的含有惰性材料层的分子筛上,搅拌、去除溶剂、干燥、焙烧即可制备得到所述催化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述惰性材料前驱体为氧化硅、硅酸钠、正硅酸丙酯、六甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯、正硅酸异丙酯、氧化铝、三水异丙醇铝、铝酸钠、硫酸铝、薄水铝石或三水铝石中的一种或几种。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述费托合成活性组分前驱体、助剂前驱体为费托合成活性组分或助剂中的金属组分的可溶性盐。
8.权利要求1~4任一所述用于合成气直接制备烯烃和芳烃的催化剂或权利要求5~7所述方法制备得到的催化剂在利用合成气直接加氢联产烯烃和芳烃化合物的反应中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述合成气为包括CO或CO2或两者混合物和H2,其中CO或CO2或两者混合物与H2的体积比值为0.1~10。
10.根据权利要求8或9所述的应用,其特征在于,所述反应的条件为:反应温度为150~
600℃,反应压力为0.1~5MPa,反应空速为500~50000h-1,反应时间为1~5000h。