题目：柱撑蒙脱石制备、表征及其催化F-T合成反应性能

柱撑蒙脱石(Pillared Interlayered Montmorillonite)是将无机多聚金属阳离子或溶胶粒子与蒙脱石层间的可交换阳离子通过离子交换方式引入到蒙脱石的层间域，然后通过高温焙烧，使层间的聚阳离子脱水、脱羟基转化为氧化物柱而形成的二维类分子筛结构的多孔复合材料。高热稳定性层间氧化物柱的引入，不仅提高了蒙脱石的热稳定性，而且不同氧化物柱赋予其大的比表面积、可调的层柱间距和孔径分布及可控的表面酸性等特性。这些独特的性能使其在催化剂/催化剂载体、选择性吸附剂及助剂或添加剂等相关领域具有广阔的发展前景和巨大的应用潜力。
以煤、天然气或生物质为资源，经费-托(Fischer-Tropsch, F-T)合成途径生产清洁液体燃料，对于保障我国能源安全及解决环境污染问题具有重大的经济和现实意义。但F-T合成存在产物分布宽、后续处理工艺复杂的问题，所以开发高活性、高选择性催化剂，从而有效控制产物的选择性，是实现高选择性地合成清洁液体燃料的关键。
本论文以天然蒙脱石为基质，采用不同柱撑剂及柱撑方法，在较宽的柱撑条件下，制备了一系列氧化物柱撑蒙脱石。依据X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线能谱仪(EDS)、物理吸附、化学吸附等表征结果，获得了柱撑蒙脱石制备条件与其结构和性能之间关系的规律性认识，并初步探讨了其在F-T合成反应中的催化性能。具体研究内容为：
(1)      以天然钠型蒙脱石(Na-MMT)为基质，采用离子交换法制备了氧化铝柱撑蒙脱石(Al-MMT)，并详细考察了柱撑条件对Al-MMT结构的影响。分别采用XRD、FT-IR、EDS、物理吸附等手段对Al-MMT进行了表征。结果表明，与Na-MMT相比，Al-MMT的比表面积、层间距和比孔容都有很大程度的增加。其中，以Na2CO3和Al(NO3)3作为柱化剂起始反应物所制得的Al-MMT，其层间距增加幅度最大。
(2)      以Na-MMT为基质，正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，十二胺(DDA)为模板剂和水解催化剂，采用原位水解-缩聚法制备了二氧化硅柱撑蒙脱石(Si-MMT)，并考察了原料配比对Si-MMT结构的影响。结果表明，原料配比对Si-MMT的孔尺寸及其分布有明显影响：随着DDA用量的增加，微孔和大孔比例逐渐减小，而介孔部分所占比例明显增加，比表面积显著增加。
(3)      分别以SiO2、Na-MMT、Al-MMT、Si-MMT及酸化蒙脱石(Acid-MMT)为载体，采用等体积浸渍法制备了20 wt.% Co/MMT催化剂。采用XRD、NH3-TPD和H2-TPR等方法研究了催化剂的晶形结构、酸性特点及其还原行为，并考察了其催化F-T合成反应的性能。结果表明，载体的孔结构、比表面积和表面酸性之间的差异，影响了Co物种的粒径、还原行为和分散度，导致不同蒙脱石负载钴催化剂上的F-T反应活性相差较大。同时，由于F-T合成长链烃类产物在蒙脱石酸性位上会发生裂解和异构化反应，表现出不同于传统F-T合成产物分布的特点。而且，蒙脱石的酸强度及其分布和催化剂的孔结构是影响不同蒙脱石负载Co催化剂上产物分布差异的主要因素。