CN102266779B - 离子交换蒙脱土载钴催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种离子交换蒙脱土载钴催化剂，载体为离子交换蒙脱土，活性组分是金属Co，离子交换蒙脱土的比表面积为50～200m²/g、孔容为0.1～0.3cm³/g、孔径分布为0.5～50nm，金属Co的负载量为5％～25％。本发明采用在水溶液中能够水解呈酸性的阳离子，与蒙脱土中的钠离子进行交换，获得离子交换蒙脱土，利用离子交换蒙脱土孔道的择形作用及表面酸性，提高费-托合成产物中C₄～C₁₂烃类燃料的选择性。本发明方法简单，条件可控，催化剂的活性高、稳定性好。

Description

离子交换蒙脱土载钴催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及到一种选择性控制费-托产物分布合成液体燃料用的催化剂。

背景技术

基于费-托合成技术，实现煤、天然气和生物质等碳源向液体清洁燃油的转换是社会发展和环境保护的要求。但由于费-托合成产物遵循Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布，产物分布较宽，对于特定的目标产物(汽油、柴油馏分)选择性差，其产品分布宽主要是以甲烷和重质蜡为主。为此，需要经加氢裂化的第二段工艺制备中间馏分(柴油和煤油)以及润滑油等，这无疑增加了生产工艺的复杂程度和生产成本，从而一定程度上削弱了煤、天然气经合成气通过费-托合成制备液体燃料油的竞争优势，围绕克服合成产物分布宽的特点，研究人员进行了大量的研究工作，其中提高费-托合成产物选择性，开发经合成气直接制备高品质汽油、柴油的关键是设计高活性和高选择性的新型催化剂。目前，常用的分子筛催化载体有MCM-n系列(n＝22、36、41等)(解荣永等.核壳结构Co基催化剂的制备及费托合成性能)，SBA-15(贾利宏，贾丽涛等.硅烷化对SBA-15负载钴基催化剂的费托合成反应性能的影响[J].天然气化工，2010，35：6-11)等，此类催化剂主要以Co、Fe为主催化剂，并通过添加一定的助剂如ZrO₂等来提高其催化性能。

蒙脱土是近年来国内外正在大力开发的一种类似分子筛结构的新型吸附和催化材料，它是由两层硅氧四面体之间夹一层[AlO₂(OH)₄]八面体组成的2∶1型层状硅酸盐矿物。由于四面体中心阳离子Si⁴⁺和八面体中心阳离子Al³⁺常被低价阳离子取代，导致蒙脱土层带有一定量的负电荷，需要由层间(水合)阳离子平衡。这样，借助层间阳离子的离子键力，使层间结构稳定。而且更为重要的是，所形成的层间域是一个重要的化学反应场所，创造了层间离子交换、柱撑、吸附、催化及聚合反应等特性。

发明人所在的研究小组直接以蒙脱土为载体负载活性组分钴，用于催化费-托合成反应，反应基本不发生，CO的转化率仅为3.17％，且没有C₄～C₂₀汽、柴油馏分段的烃类产品生成。经过大量的研究试验，发明人发现用Al₂O₃/SiO₂-层柱蒙脱土、Al₂O₃/ZrO₂-层柱蒙脱土、SiO₂/ZrO₂-层柱蒙脱土为载体负载活性组分钴得到的催化剂，用于催化费-托合成反应，CO的转化率可达到30％～50％，且产物分布集中在C₄～C₂₀汽、柴油馏分段的烃类产品，但是层柱蒙脱土的制备方法复杂，柱化剂制备条件苛刻，所需时间较长，这些对催化剂的生产与应用带来诸多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种活性高、稳定性好、C₄～C₁₂烃类燃料选择性好的离子交换蒙脱土载钴催化剂。

本发明所要解决的另一个技术问题在于为上述离子交换蒙脱土载钴催化剂提供一种操作简单、条件易控的制备方法。

本发明还要解决的一个技术问题在于为上述离子交换蒙脱土载钴催化剂提供一种用途。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：催化剂的载体为离子交换蒙脱土，活性组分是金属Co，离子交换蒙脱土的比表面积为50～200m²/g、孔容为0.1～0.3cm³/g、孔径分布为0.5～50nm，金属Co的负载量为5％～25％。

上述的离子交换蒙脱土为NH₄ ⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Ce³⁺交换蒙脱土中的任意一种或两种以上。

本发明最佳以NH₄ ⁺交换蒙脱土为载体。

本发明金属Co的负载量最佳为20％。

上述的离子交换蒙脱土载钴催化剂的制备方法如下：

1、制备离子交换蒙脱土

将蒙脱土分散于去离子水中，搅拌使其充分分散溶胀，配制成质量分数为1％～5％的蒙脱土悬浮液；将改性剂加入到蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的改性剂中的阳离子为1～100mmol，30～80℃搅拌3～24小时，离心分离，沉淀用蒸馏水洗至中性，置于烘箱内60～80℃干燥10～12小时，置于马弗炉内以2℃/分钟的升温速率升温至500℃，恒温焙烧4小时，制备成离子交换蒙脱土。

上述的改性剂为NH₄ ⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Ce³⁺的可溶性盐中的任意一种或两种以上。

2、制备离子交换蒙脱土载钴催化剂

采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为5％～25％，将硝酸钴加入去离子水中，超声15分钟，配制成浸渍液；将离子交换蒙脱土加入浸渍液中，室温静置12小时，置于烘箱中120℃干燥12小时，置于马弗炉中，以2℃/分钟的升温速率升温至200℃，空气气氛中焙烧2小时，自然冷却至室温，取出，压片，造粒，过40～60目筛，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

本发明的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将蒙脱土分散于去离子水中，搅拌使其充分分散溶胀，最佳配制成质量分数为2％的蒙脱土悬浮液。

本发明的改性剂最佳为NH₄ ⁺的可溶性盐。

本发明的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将改性剂加入到蒙脱土悬浮液中，最佳在80℃搅拌12小时。

本发明的离子交换蒙脱土载钴催化剂在费-托合成反应中选择性合成C₄～C₁₂烃类燃料的用途。其使用方法如下：

将离子交换蒙脱土载钴催化剂0.5g置于固定床反应器中，通入体积空速为6000h^-1的氢气，常压，400℃还原10小时，降温至190℃，停止通氢气，通入CO与H₂的体积比为1∶2的混合气，混合气的空速为5.02g·h·mol^-1，反应压力为1.0MPa，235℃连续反应5小时，反应产物由在线气相色谱分析，烃类产物部分由HP-PONA毛细管柱和FID检测器分离检测，Ar、CO、CH₄和CO₂由配备TDX-01填充柱和TCD检测器分离检测。

本发明采用在水溶液中能够水解呈酸性的阳离子与蒙脱土中的钠离子进行交换，获得离子交换蒙脱土，其他在水溶液中能够水解呈酸性的阳离子都在本发明的保护范围内。本发明利用离子交换蒙脱土孔道的择形作用及表面酸性，提高费-托合成产物中C₄～C₁₂烃类燃料的选择性。本发明方法简单，条件可控，催化剂的活性高、稳定性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

1、制备离子交换蒙脱土

将10g蒙脱土分散于490g去离子水中，搅拌使其充分分散溶胀，配制成质量分数为2％的蒙脱土悬浮液；将40.02g硝酸铵加入到蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为50mmol，80℃搅拌12小时，8000转/分钟离心5～15分钟，用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱内60～80℃干燥10～12小时，置于马弗炉内以2℃/分钟的升温速率升温至500℃，恒温焙烧4小时，降温后取出用研钵研磨，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土。

所制备的NH₄ ⁺交换蒙脱土用Belsorp Max型物理吸附仪进行测试，其比表面积为88.02m²/g、孔容为0.20cm³/g、平均孔径为9.20nm。

2、制备离子交换蒙脱土载钴催化剂

采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为20％，将0.9877g硝酸钴置于25mL圆底烧瓶中，加入0.20mL去离子水，超声15分钟，配制成浸渍液；将步骤1制备的NH₄ ⁺交换蒙脱土1.00g加入浸渍液中，室温静置12小时，120℃干燥12小时，置于马弗炉中，以2℃/分钟的升温速率升温至200℃，空气气氛中焙烧2小时，自然冷却至室温，取出，压片，造粒，过40～60目筛，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

本实施例的硝酸铵可用其他NH₄ ⁺的可溶性盐替换，可溶性盐中所含NH₄ ⁺的物质的量为50mmol。

实施例2

在实施例1的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将40.02g硝酸铵加入到500g质量分数为2％的蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为50mmol，80℃搅拌6小时，该步骤的其他步骤与实施例1相同。在制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为20％，将0.9877g硝酸钴置于25mL圆底烧瓶中，加入0.16mL去离子水，超声15分钟，配制成浸渍液，该步骤的其他步骤与实施例1相同，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

所制备的NH₄ ⁺交换蒙脱土用Bel sorp Max型物理吸附仪进行测试，其比表面积为98.61m²/g、孔容为0.16cm³/g、平均孔径为6.52nm。

实施例3

在实施例1的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将40.02g硝酸铵加入到500g质量分数为2％的蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为50mmol，80℃搅拌3小时，该步骤的其他步骤与实施例1相同。在制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为20％，将0.9877g硝酸钴置于25mL圆底烧瓶中，加入0.17mL去离子水，超声15分钟，配制成浸渍液，该步骤的其他步骤与实施例1相同，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

所制备的NH₄ ⁺交换蒙脱土用Belsorp Max型物理吸附仪进行测试，其比表面积为83.46m²/g、孔容为0.17cm³/g、平均孔径为8.02nm。

实施例4

在实施例1的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将11.25g硝酸铵加入到500g质量分数为2％的蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为15mmol，30℃搅拌3小时，该步骤的其他步骤与实施例1相同。在制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为20％，将0.9877g硝酸钴置于25mL圆底烧瓶中，加入0.17mL去离子水，超声15分钟，配制成浸渍液，该步骤的其他步骤与实施例1相同，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

所制备的NH₄ ⁺交换蒙脱土用Belsorp Max型物理吸附仪进行测试，其比表面积为67.71m²/g、孔容为0.17cm³/g、平均孔径为10.32nm。

实施例5

在实施例1的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将11.25g硝酸铵加入到500g质量分数为2％的蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为15mmol，30℃搅拌24小时，该步骤的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例6

在实施例1～5的制备离子交换蒙脱土步骤1中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为1mmol，该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例7

在实施例1～5的制备离子交换蒙脱土步骤1中，每克蒙脱土加入的硝酸铵中的NH₄ ⁺为100mmol，该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例8

在实施例1的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将8.73g硝酸钴加入到500g质量分数为2％的蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸钴中的Co²⁺为3mmol，80℃搅拌3小时，该步骤的其他步骤与实施例1相同。在制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为20％，将0.9877g硝酸钴置于25mL圆底烧瓶中，加入0.14mL去离子水，超声15分钟，配制成浸渍液，该步骤的其他步骤与实施例1相同，制备成Co²⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

所制备的Co²⁺交换蒙脱土用Be l sorp Max型物理吸附仪进行测试，其比表面积为81.43m²/g、孔容为0.14cm³/g、平均孔径为7.13nm。

实施例9

在实施例1的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将11.25g硝酸铝加入到蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的硝酸铝中的Al³⁺为3mmol，80℃搅拌3小时，该步骤的其他步骤与实施例1相同。在制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为20％，将0.9877g硝酸钴置于25mL圆底烧瓶中，加入0.10mL去离子水，超声15分钟，配制成浸渍液，该步骤的其他步骤与实施例1相同，制备成Al³⁺交换蒙脱土载钴催化剂。

所制备的Al³⁺交换蒙脱土用Belsorp Max型物理吸附仪进行测试，其比表面积为51.77m²/g、孔容为0.10cm³/g、平均孔径为8.13nm。

实施例10

在实施例1～9的制备离子交换蒙脱土步骤1中，所用的改性剂用硝酸铬与硝酸铜的质量比为1∶1的混合物替换，硝酸铬中Cr³⁺和硝酸铜中Cu²⁺的物质的量之和与相应实施例相同，该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

本实施例的改性剂也可为Mn²⁺、Fe²⁺、Ni³⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Ce³⁺的硝酸盐或其他可溶性盐中的一种或两种以上，Mn²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Ce³⁺的物质的量与相应实施例相同，该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例11

在实施例1～10的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将5g蒙脱土分散于495g去离子水中，配制成质量分数为1％的蒙脱土悬浮液，该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例12

在实施例1～10的制备离子交换蒙脱土步骤1中，将15g蒙脱土分散于485g去离子中，配制成质量分数为5％的蒙脱土悬浮液，该步骤的其他步骤与相应实施例相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例13

在实施例1～12的制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，制备金属Co的负载量为5％的离子交换蒙脱土载钴催化剂，该步骤的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例14

在实施例1～12的制备离子交换蒙脱土载钴催化剂步骤2中，采用等体积浸渍法，制备金属Co的负载量为25％的离子交换蒙脱土载钴催化剂，该步骤的其他步骤与实施例1相同。其他步骤与相应实施例相同，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

实施例15

取实施例1制备的离子交换蒙脱土载钴催化剂0.5g，置于固定床反应器中，通入体积空速为6000h^-1的氢气，常压，400℃还原10小时，降温至190℃，停止通氢气，通入CO与H₂的体积比为1∶2的混合气，混合气的空速为5.02g·h·mol^-1，反应压力为1.0MPa，235℃连续反应5小时，反应产物由在线气相色谱分析，烃类产物部分由HP-PONA毛细管柱和FID检测器分离检测，Ar、CO、CH₄和CO₂由配备TDX-01填充柱和TCD检测器分离检测。

为了确定本发明的最佳工艺条件，发明人进行了大量的实验室研究试验，各种试验情况如下：

1、确定离子交换蒙脱土的温度

将10g蒙脱土分散于490g去离子水中，配制成质量分数为2％的蒙脱土悬浮液，共配制5份，加入40.02g硝酸铵，分别在30、40、50、60、80℃搅拌4小时，用离心机8000转/分钟离心10分钟，沉淀用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱内80℃干燥12小时，置于马弗炉内以2℃/分钟的升温速率升温至500℃，恒温焙烧4小时，降温后取出用研钵研磨，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土。按照实施例1中步骤2的方法制备成催化剂。

将所制备的催化剂用于费-托合成反应，其具体使用方法与实施例15相同。检测结果见表1。

表1确定离子交换蒙脱土的温度

由表1可见，随着离子交换温度的逐渐升高，CO的转化率逐渐升高，产物主要为C₄～C₁₂的液体燃料类产品，其中，当活化温度为80℃时，C₄～C₁₂的液体燃料类产品选择性最高，C₂₁ ⁺的选择性较低。

2、确定离子交换蒙脱土的时间

将10g蒙脱土分散于490g去离子水中，配制成质量分数为2％的蒙脱土悬浮液，共配制4份，加入40.02g硝酸铵，分别在80℃搅拌3、6、12、24小时，用离心机8000转/分钟离心10分钟，沉淀用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱内80℃干燥12小时，置于马弗炉内以2℃/分钟的升温速率升温至500℃，恒温焙烧4小时，降温后取出用研钵研磨，制备成NH₄ ⁺交换蒙脱土。按照实施例1中步骤2的方法制备成催化剂。将所制备的催化剂用于费-托合成反应，其具体使用方法与实施例15相同。检测结果见表2。

表2确定离子交换蒙脱土的时间

由表2可见，随着离子交换时间的延长，CO的转化率先升高后降低，产物主要为C₄～C₁₂烃类燃料，当离子交换时间高于12小时时，CO的转化率和C₄～C₁₂烃类燃料的选择性基本不变。

综合试验1、2的结果，本发明选择将改性剂加入到蒙脱土悬浮液中，在30～80℃搅拌3～24小时，对蒙脱土进行离子交换，最佳在80℃搅拌12小时。

3、确定Co的负载量

采用等体积浸渍法，分别制备金属Co的负载量为5％、10％、15％、20％、25％的NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂，制备方法与实施例1相同。将所制备的催化剂用于费-托合成反应，其具体使用方法与实施例15相同。检测结果见表3。

表3Co负载量对催化剂催化费-托合成反应活性的影响

由表3可见，催化剂的活性随着活性金属负载量的增加先升高再降低；金属Co的负载量为20％时，CO的转化率、C₄～C₁₂的液体燃料类产品选择性均最高，同时甲烷、C₂₁ ⁺的选择性最低。因此，本发明选择催化剂的活性组分金属Co的负载量为5％～25％，最佳为20％。

为了证明本发明的有益效果，发明人进行了大量的实验室研究试验，各种试验情况如下：

将实施例1～6制备的催化剂与20％Co/蒙脱土催化剂、传统的Q-15负载Co催化剂(20％Co/SiO₂)用于费-托合成反应，具体试验方法与实施例15相同。试验结果见表4。

表4催化剂在费-托合成反应中的评价结果

由表4可见，直接以蒙脱土为载体，制备20％Co/蒙脱土催化剂，用于费-托合成反应，CO的转化率仅为3.17％，反应基本不发生，且产物的分布范围较宽，C₄～C₁₂液体燃料的选择性较差。而实施例1～6制备的离子交换蒙脱土载钴催化剂用于费-托反应，C₄～C₂₀烃类燃料类产品的选择性远高于传统的Co/SiO₂催化剂，同时，重质烃C₂₁ ⁺组分的选择性(13％～21％)远远低于传统的Co/SiO₂催化剂的选择性(37.99％)。

4、催化剂重复使用效果

将实施例1制备的NH₄ ⁺交换蒙脱土载钴催化剂用于费-托合成反应，反应完后将催化剂在50mL/分钟的H₂气氛下400℃还原4小时，重复使用，再用于催化费-托合成反应，重复使用效果见表5。

表5催化剂重复使用效果

由表5可见，本发明制备的离子交换蒙脱土载钴催化剂用于费-托合成反应，重复使用3次，CO的转化率和C₄～C₁₂烃类燃料选择性基本不变，说明催化剂的稳定性好。

Claims (8)

1.一种离子交换蒙脱土载钴催化剂，其特征在于：催化剂的载体为离子交换蒙脱土，活性组分是金属Co，离子交换蒙脱土的比表面积为50～200m²/g、孔容为0.1～0.3cm³/g、孔径分布为0.5～50nm，金属Co的负载量为5％～25％；

上述的离子交换蒙脱土为NH₄ ⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Ce³⁺交换蒙脱土中的任意一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂，其特征在于：所述的离子交换蒙脱土为NH₄ ⁺交换蒙脱土。

3.根据权利要求1所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂，其特征在于：所述的金属Co的负载量为20％。

4.一种权利要求1所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂的制备方法，由下述步骤组成：

(1)制备离子交换蒙脱土

将蒙脱土分散于去离子水中，搅拌使其充分分散溶胀，配制成质量分数为1％～5％的蒙脱土悬浮液；将改性剂加入到蒙脱土悬浮液中，每克蒙脱土加入的改性剂中的阳离子为1～100mmol，30～80℃搅拌3～24小时，离心分离，沉淀用蒸馏水洗至中性，置于烘箱内60～80℃干燥10～12小时，置于马弗炉内500℃焙烧4小时，制备成离子交换蒙脱土；

上述的改性剂为NH₄ ⁺、Al⁴⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Bi³⁺、La³⁺、Ce³⁺的可溶性盐中的任意一种或两种以上；

(2)制备离子交换蒙脱土载钴催化剂

采用等体积浸渍法，按金属Co的负载量为5％～25％，将硝酸钴加入去离子水中，超声15分钟，配制成浸渍液；将离子交换蒙脱土加入浸渍液中，室温静置12小时，置于烘箱中120℃干燥12小时，置于马弗炉中，200℃焙烧2小时，自然冷却至室温，取出，压片，造粒，过40～60目筛，制备成离子交换蒙脱土载钴催化剂。

5.根据权利要求4所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂的制备方法，其特征在于：在制备离子交换蒙脱土步骤(1)中，将蒙脱土分散于去离子水中，搅拌使其充分分散溶胀，配制成质量分数为2％的蒙脱土悬浮液。

6.根据权利要求4所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂的制备方法，其特征在于：所述的改性剂为NH₄ ⁺的可溶性盐。

7.根据权利要求4所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂的制备方法，其特征在于：在制备离子交换蒙脱土步骤(1)中，将改性剂加入到蒙脱土悬浮液中，80℃搅拌12小时。

8.一种权利要求1所述的离子交换蒙脱土载钴催化剂在费-托合成反应中选择性合成C₄～C₁₂烃类燃料的用途。