一種基于氣相沉積法的整體式氧化鋁負載鐵催化劑的制作方法
本發明屬于催化與吸附材料與技術領域，涉及一種基于氣相沉積法的整體式氧化鋁負載鐵催化劑，具體地，涉及一種通過結合整體式氧化鋁載體制備以及鐵組分的氣相沉積制備得到的負載型整體式鐵催化劑，包括催化劑制備方法與產品特征。
背景技術：
在眾多化工產品生產、能源物質生產以及環境保護過程中，催化反應工藝是整個工藝過程的核心部分，而催化反應工藝的核心問題是催化劑的性能。實際應用中，固體催化劑是最常見的催化劑使用形式，而固體催化劑從宏觀形態上看可分為顆粒狀或粉末狀催化劑、整體式催化劑以及具有特定形狀的催化劑。其中最常見的是顆粒狀或粉末狀催化劑。從催化劑催化活性組分（過渡金屬組分最為常見）的存在形式上看，固體催化劑可分為負載型與非負載型催化劑。為了提高活性組分的利用效率，通常將固體催化劑做成負載型的。其中，承載活性組分的物質稱為催化劑載體，或簡稱為載體；負載了催化活性組分之后的催化劑稱為負載型催化劑。常見的高比表面積載體有活性炭、分子篩、多孔性氧化鋁等。整體式催化劑與顆?；蚍勰畲呋瘎┬螒B差異明顯，在實際使用中，整體式催化劑以一整個較大塊體的形式出現，它與后者相比有一些明顯的優點。例如，前者與后者相比，其催化劑填裝與回收比較方便，大大降低操作成本，尤其是催化劑與產品的分離成本；用于固定床反應器中，前者往往具有較小的壓降。負載型整體式催化劑是催化研究與應用中的一個熱點。由于催化與吸附過程具有一定的相似性，多孔性物質負載活性組分也常用于吸附過程。相關產品可稱為負載型吸附劑，其在能源生產、環境保護中也較常用。顆粒或粉末催化劑在合適條件下可以作為顆粒或粉末吸附劑使用；整體式催化劑可以作為整體式吸附劑使用。
負載型鐵催化劑是一種重要的工業催化劑，可用于費托-合成、烷烴的催化氧化、脫硝等化工生產與環保過程。相對于顆?；蚍勰铊F催化劑而言，目前針對整體式負載型鐵催化劑的制備方法還不多，尤其是整個塊體都是鐵催化劑的情形。例如L. Xu等人在文獻(Materials Research Bulletin[J], 2014, Vol. 59, page 254-260.)中報道了一種鐵催化劑的氣相沉積制備方法，該方法總體上比較簡單、成本較低。然而該方法無法適用于整體式催化劑的制備。該方法的另一問題是使用N2作為載氣，載氣不可避免地將鐵的前驅體帶出制備裝置，雖然避免了廢液的處理，卻引入了廢氣處理環節。 專利CN105148914A公開的一種Fe2O3/Al2O3/堇青石催化劑及其制備方法，得到可用于脫硝的整體式催化劑。該催化劑制備包含使用鋁溶膠涂在堇青石表面上的步驟。盡管該發明沒有相關比表面積的具體信息，但是由于堇青石比表面積較低，因此整個催化劑比表面積將受到較大限制。對于負載型催化劑而言，活性組分的分散度對于催化活性至關重要；從X-射線衍射、脈沖吸收、透射電子顯微鏡等表征手段可以獲得相關信息。從上述發明，讀者得知相關鐵組分的分散情況。
顯然，對于整體式負載鐵催化劑的制備而言，本領域還存在這改進制備方法的技術需求，尤其是制備高比表面積、高鐵組分分散度、低成本操作的工藝方法的需求。
技術實現要素：
為了克服現有技術所存在的問題，本發明提供一種基于氣相沉積法的整體式氧化鋁負載鐵催化劑，包括制備方法與產品特征；其制備過程的技術路線是，先通過壓縮成型-程序焙燒的工藝組合制備整體式氧化鋁載體，而后通過氣相沉積-兩部焙燒的組合制備整體式氧化鋁負載鐵催化劑。該方法可以高比表面積、微觀上具備納米級孔道、活性組分鐵組分微觀上高度分散的整體式氧化鋁負載鐵催化劑；同時該制備方法無須昂貴設備、原料來源簡單、環境較友好、操作安全、成本較低。
實現上述技術路線的具體技術方案是：
一種基于氣相沉積法的整體式氧化鋁負載鐵催化劑，包括整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法與整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品特征；其中整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法使用如下原料：
鋁源：是氫氧化鋁、擬薄水鋁石中的一種，或者上述兩種物質任意比例的混合物；
第一添加物：是田菁粉、田菁膠、瓜爾膠、陽離子瓜爾膠、海藻酸鈉中的一種，或者上述物質任意比例的混合物；
第二添加物：是乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、顆粒度小于60目的炭黑、顆粒度小于60目的水溶性淀粉中的一種，或者上述物質任意比例的混合物；
酸溶液：一種水溶液，含有硝酸、硫酸、鹽酸、醋酸、草酸、磷酸、檸檬酸、馬來酸、酒石酸中的一種或者多種物質，水溶液的pH值在0.0 ~ 4.0的范圍內。
上述整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法，使用整體式載體成型模具；該成型模具包括模具第一零件，模具第二零件與模具第三零件；模具第一零件包含一個圓柱形空腔；模具第二零件包含模具第二零件擠壓部分與模具第二零件承壓部分；模具第二零件擠壓部分的幾何形狀為圓柱體，其具有一個擠壓面，該擠壓面的幾何形狀為圓形；模具第二零件承壓部分具有一個承壓面；模具第三零件包含模具第三零件擠壓部分與模具第三零件承壓部分；模具第三零件擠壓部分的幾何形狀為圓柱體，其具有一個擠壓面，該擠壓面的幾何形狀為圓形；模具第三零件承壓部分具有一個承壓面；模具第二零件擠壓部分的擠壓面與模具第三零件擠壓部分的擠壓面可從模具第一零件所包含的圓柱形空腔的軸向放入。
上述整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法，使用兩個密閉容器，分別稱為第一密閉容器與第二密閉容器；這兩個密閉容器的特征都是，可以敞開將其它物體放入后密閉，是放入物體局限于容器內；使用一個敞開容器，稱為第一敞開容器。
上述整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法，通過使用上述原料以及主要裝置，其制備過程包含以下步驟：
步驟一、制備成型前體；
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；
步驟三、對成型前體施加壓力；
步驟四、成型塊體的干燥與焙燒；
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；
步驟六、沉積后的第一段焙燒；
步驟七、沉積后的第二段焙燒。
上述七個步驟的具體方法如下：
步驟一、制備成型前體；具體方法如下：
取一定質量的鋁源、第一添加物、第二添加物，其中第一添加物的質量是鋁源質量的0.01 ~ 0.1倍，第二添加物的質量是鋁源質量的0 ~ 0.2倍；三種物質均勻混合，得到混合粉末；而后將酸溶液緩慢倒入混合粉末，形成面團狀混合物，其中酸溶液的質量是鋁源質量的0.5 ~ 1.3倍；通過手或者擠條機對面團狀混合物進行混捏，使得其中的鋁源、第一添加物、第二添加物、酸溶液進一步均勻混合，形成一個泥坯，泥坯上沒有明顯的液滴形成；由上述混合物混捏得到的泥坯稱為成型前體。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；具體方法如下：
將成型前體填裝于整體式載體成型模具的模具第一零件所包含的圓柱形空腔內，成型前體的質量在2 ~ 400 g范圍內；將模具第二零件擠壓部分與模具第三零件擠壓部分分別從模具第一零件所包含的圓柱形空腔的兩側放入；填裝成型前體所需材料與放置模具第二零件或模具第三零件的順序不限；當模具第二零件擠壓部分的擠壓面、模具第三零件擠壓部分的擠壓面與模具第一零件所包含的圓柱形空腔內壁共同形成一個密閉腔體，并將上述成型前體封在該密閉腔體中，完成填裝步驟。
步驟三、對成型前體施加壓力；具體方法如下：
將組裝好的成型前體與整體式載體成型模具組合放在一臺液壓機上，模具第二零件的承壓面與模具第三零件的承壓面與液壓機的施加壓力部件接觸，使得液壓機所施加的壓力可以作用于上述兩個承壓面；施加的壓力大小在0.1 ~ 5 MPa范圍內；施加壓力時間為 20 s ~ 40 min；而后從模具中取出受壓后的成型前體得到成型塊體。
步驟四、成型塊體的干燥與焙燒；具體方法如下：
對步驟三所述成型塊體進行干燥操作，使部分揮發性水分與其它物質離開成型塊體，直至成型塊體干燥后的質量為干燥前的75%以下；干燥操作包含但不限于在空氣中晾干、烘箱或馬弗爐中烘干、真空干燥箱內干燥、干燥器內干燥、吹風吹干、日光曬干、紅外燈烘干、離心機甩干等操作，或上述操作的任意組合操作；之后將成型塊體置于一個具有程序控溫功能的加熱器內進行焙燒；焙燒的氣氛為空氣，或純氧氣，或任意含氧氣比例超過20%的混合氣體；程序焙燒中的溫度與時間關系包含三個溫度控制階段，分別稱為第一溫度控制階段、第二溫度控制階段與第三溫度控制階段；第一溫度控制階段具有一個起始溫度，其值為20 ~ 150 oC范圍內的某個值，具有一個終止溫度，其值為300 ~ 700 oC范圍內的某個值，從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在0.5 ~ 8 oC/min范圍內；第一溫度控制階段的總時間在30 min ~ 12 h范圍內；第二溫度控制階段具有一個起始溫度，其值為300 ~ 700 oC范圍內的某個值，具有一個終止溫度，其值也為300 ~ 700 oC范圍內的某個值，從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在-2 ~ 2 oC/min范圍內；第二溫度控制階段的總時間在1 ~ 6 h范圍內；第三溫度控制階段具有一個起始溫度，其值為300 ~ 700 oC范圍內的某個值，具有一個終止溫度，其值為20 ~ 150 oC范圍內的某個值，從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在-8 ~ -0.5 oC/min范圍內；第三溫度控制階段的總時間在2 ~ 24 h范圍內；之后，成型塊體轉化為整體式氧化鋁載體。
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；具體方法如下：
取一定質量的二茂鐵粉末，其中二茂鐵的質量是步驟四所述整體式氧化鋁載體質量的0.004 ~ 2 倍；將二茂鐵粉末與步驟四所述的整體式氧化鋁載體分別放入第一密閉容器內并進行密閉；其中整體式氧化鋁載體作為一個塊體放置于某處，而二茂鐵粉末以近似環形的形狀環繞在整體式氧化鋁載體的周圍；將按照上述方法盛放好整體式氧化鋁載體與二茂鐵粉末的第一密閉容器整個放置于一個加熱器中，并對第一密閉容器進行加熱，加熱溫度在80 ~ 190 oC范圍內；加熱時間在20 min ~ 12 h 范圍內；完成加熱后整體式氧化鋁載體轉化成二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物。
步驟六、沉積后的第一段焙燒；具體方法如下：
將步驟五所述的二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物從第一密閉容器轉移到第二密閉容器；將第二密閉容器整個放置于一個加熱器中，并對第二密閉容器進行加熱，加熱溫度在180 ~ 270 oC范圍內；加熱時間在20 min ~ 12 h范圍內。
步驟七、沉積后的第二段焙燒；具體方法如下：
將步驟六所述的二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物從第二密閉容器轉移到第一敞開容器；將第一敞開容器整個放置于一個加熱器中，并對第一敞開容器進行加熱，加熱溫度在300 ~ 800 oC范圍內，加熱時間為30 min ~ 24 h。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該產品可以用于后續的表征、催化反應、吸附過程或者其它用途。本發明經過對所制得的整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品進行表征，該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量可達1 ~ 110 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達130 ~ 500 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比可達0.3 ~ 11 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
氧化鋁的上述譜學特征已為本領域技術人員熟知，因此此處無需給出。上述（3）（4）兩點結合說明，在具有可觀鐵組分負載量的基礎上，鐵組分在微觀上具有很高的分散度。應該指出，本發明并非保護產品的表征測試方法，而是保護本發明所制得的產品應有的特征。本產品所用的表征測試方法都為本領域技術人員常用的方法。
應該指出，本發明并非保護產品的表征測試方法，而是保護本發明所制得的產品應有的特征。本產品所用的表征測試方法都為本領域技術人員常用的方法。
上述有關第二添加物中，部分物質含有的“60目”的表達法，使用了本領域對于顆?；蚍勰罟腆w物質顆粒尺寸大小的一種慣用表達法。在本領域中，“目數”代表著一個具有均勻分布縱橫線的篩網每英寸所含有的網格數。某顆粒可以通過這樣的篩網，說明該顆粒尺寸小于相關目數的所規定的尺寸。例如，一個60目的篩網，若具有均勻分布縱橫線，則每一英寸含有的網格數是60；如果某顆粒可以通過這樣的篩網，可表達為該顆粒尺寸小于60目，具體地說，尺寸小于1英寸/60 = 2.54 cm/60 = 0.0423 cm。
二茂鐵是一種含鐵的有機化合物，其分子式為FeC10H10，或Fe(C5H5)2。
液壓機是工業與實驗室研究中的常用裝置，指的是一種以液體為工作介質，用來傳遞能量或壓力以實現各種工藝的機器。本發明利用液壓機實現對被擠壓物體兩側施加一定的壓力，對于液壓機的具體類型規格不做任何限制。
對于上述步驟四中的“對步驟三所述成型塊體進行干燥操作”，應該指出，在本領域中乃至眾多領域中，將含水分或其它揮發性物質的固體物質進行干燥是一種常見的常規操作。干燥操作的基本目的是使部分或全部水分或其它揮發性物質離開固體。通常固體物質進行干燥，除了置于空氣中自然晾干以外，還可以使用吹風機吹干，烘箱烘干，紅外燈烘干，太陽曬干，真空干燥箱烘干，置于干燥器內進行干燥等操作方法，或者上述操作的任意組合操作。因此，如果使用上述任意一種操作或者多種操作組合對成型塊體進行干燥，使得成型塊體干燥后的質量比干燥前降低至75%或以下，在本發明中都屬于等價操作。
上述步驟四中所述的“具有程序控溫功能的加熱器”是催化劑、固體材料制備領域中常用的一種設備，即其可實現一個加熱器內的溫度按照某種事先設定的溫度-時間關系曲線變化；加熱器的具體形式自由，可以是但不限于管式爐、馬弗爐、烘箱、電爐等。
上述步驟四中平均溫度變化率的定義如下：如果在某時刻t1時測溫對象的溫度值為T1，在另一個時刻t2時測溫對象的溫度值為T2，其中t2在t1之后，那么從t1到t2這段時間內，平均溫度變化率可以表示為溫度變化值與時間變化值的商，即(T2-T1)/(t2-t1)。如果溫度以攝氏溫標oC或熱力學溫標K為單位，時間以min為單位，平均溫度變化率的單位為 oC/min或K/min。這里oC/min與K/min的值完全相同。顯而易見，由于溫度與時間還具有其它常用單位，本領域技術人員可以自行進行單位的轉化。
上述第二密閉容器可以是不同與第一密閉容器的另一個容器，也可以是第一密閉容器在完成“步驟五”的操作后，將參與二茂鐵除去之后繼續使用的容器。第三密閉容器可以是不同于第一密閉容器與第二密閉容器的另一個容器，也可以是第一密閉容器或第二密閉容器的一部分。
物質的“比表面積”是表面科學中的基本概念，也是本領域中的常用物理量，指的是單位質量的物質所具有的表面積的大小。本領域對于物質“比表面積”常用的一個測定方法是基于低溫氮氣吸附-脫附等溫線，而后通過Brunauer-Emmett-Teller方法計算物質的比表面積（結果常稱為BET比表面積）；此類吸脫附等溫線還可以得到固體物質所含的孔洞大小以及分布情況等信息，尤其是納米級介觀孔道大小以及分布的信息。
本發明的積極效果如下：
（1）整體式氧化鋁負載鐵催化劑的制備工藝簡單，原材料便宜，操作成本低，適合于大規模生產。
（2）制備工藝環境友好，除了使用一定量的無機酸或有機酸以外，其他材料基本都是無毒、無腐蝕性物質；而技術方案所列的無機酸與有機酸都是較為常用的化學物質，其使用方法、注意事項為本領域技術人員熟知；混捏步驟幾乎不產生廢液，而此后的步驟也不產生廢液與廢氣，污染小。
（4）大多整體式催化劑總體比表面積較低（常低于<20 m2/g），而本發明的整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可高達150 ~ 500 m2/g。產品還具有大量的納米級介觀孔道，使其具有良好的催化、吸附應用前景。
附圖說明
圖1是整體式載體成型模具示意圖；
圖中：1是模具第一零件；2是模具第二零件；3是模具第三零件；4是模具第一零件所包含的圓柱形空腔；5是模具第一零件所包含圓柱形空腔的軸線；6是模具第二零件擠壓部分；7是模具第二零件承壓部分；8是模具第二零件擠壓部分的擠壓面；9是模具第二零件承壓部分的承壓面；10是模具第三零件擠壓部分；11是模具第三零件承壓部分；12是模具第三零件擠壓部分的擠壓面；13是模具第三零件承壓部分的承壓面；密閉于第一零件所包含的圓柱形空腔4內部的成型前體14； 8、9、12、13四個箭頭方向還代表當模具整體受到外力擠壓之后，模具的受力方向示意。
圖2是鐵組分氣相沉積時第一密閉容器內各物質放置圖的示意圖（豎直截面圖）；
圖中：I、第一密閉容器；II、整體式氧化鋁載體放置處；III、二茂鐵環形堆放置處。
圖3是鐵組分氣相沉積時第一密閉容器內各物質放置圖的示意圖（俯視圖圖）；
圖中：I、第一密閉容器；II、整體式氧化鋁載體放置處；III、二茂鐵環形堆放置處。
具體實施方式
實施例一、
一種基于氣相沉積法的整體式氧化鋁負載鐵催化劑，包括整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法與整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品特征；其中整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法使用如下原料：
鋁源：氫氧化鋁；
第一添加物：田菁粉與瓜爾膠以質量比5比1混合；
第二添加物：乙醇；
酸溶液：pH值為0.5的硝酸與草酸混合水溶液，其中硝酸與草酸的物質摩爾量之比為1: 1。
本實施例所述的整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法，使用整體式載體成型模具；該成型模具工作時如附圖1所示；該成型模具包括模具第一零件1，模具第二零件2與模具第三零件3；模具第一零件包含一個圓柱形空腔4；模具第二零件2包含模具第二零件擠壓部分6與模具第二零件承壓部分7；模具第二零件擠壓部分6的幾何形狀為圓柱體，其具有一個擠壓面8，該擠壓面8的幾何形狀為圓形；模具第二零件承壓部分7具有一個承壓面9；模具第三零件3包含模具第三零件擠壓部分10與模具第三零件承壓部分11；模具第三零件擠壓部分10的幾何形狀為圓柱體，其具有一個擠壓面12，該擠壓面12的幾何形狀為圓形；模具第三零件承壓部分11具有一個承壓面13；模具第二零件擠壓部分的擠壓面8與模具第三零件擠壓部分的擠壓面12可從模具第一零件所包含的圓柱形空腔的軸向放入。
模具第一零件所包含的圓柱形空腔4的尺寸是：圓柱形底面是直徑為60 mm的圓形，圓柱形高為35 mm。
本實施例所述的整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法，使用兩個密閉容器，分別稱為第一密閉容器與第二密閉容器；這兩個密閉容器都是具有蓋子、蓋上蓋子可以密閉、整體都是玻璃材質的器皿；使用一個敞開容器，稱為第一敞開容器；是一個敞口的玻璃杯。
本實施例所述的整體式氧化鋁負載鐵催化劑制備方法，通過使用上述原料以及主要裝置，其制備過程包含以下步驟：
步驟一、制備成型前體；
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；
步驟三、對成型前體施加壓力；
步驟四、成型塊體的干燥與焙燒；
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；
步驟六、沉積后的第一段焙燒；
步驟七、沉積后的第二段焙燒。
上述七個步驟的具體方法如下：
步驟一、制備成型前體；具體方法如下：
取一定質量的鋁源、第一添加物、第二添加物，其中鋁源質量為100 g；第一添加物的質量是鋁源質量的0.05倍，第二添加物的質量是鋁源質量的0.08倍；三種物質均勻混合，得到混合粉末；而后將酸溶液緩慢倒入混合粉末，形成面團狀混合物，其中酸溶液的質量是鋁源質量的0.85倍；通過手或者擠條機對面團狀混合物進行混捏，使得其中的鋁源、第一添加物、第二添加物、酸溶液進一步均勻混合，形成一個泥坯，泥坯上沒有明顯的液滴形成；由上述混合物混捏得到的泥坯稱為成型前體。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；具體方法如下：
將成型前體填裝于整體式載體成型模具的模具第一零件1所包含的圓柱形空腔4內，如附圖1的標注14所示；成型前體的質量為19.4 g；將模具第二零件擠壓部分6與模具第三零件擠壓部分10從模具第一零件所包含的圓柱形空腔4的兩側分別裝入；填裝成型前體所需材料與放置模具第二零件或模具第三零件的順序不限；當模具第二零件擠壓部分的擠壓面8、模具第三零件擠壓部分的擠壓面12與模具第一零件所包含的圓柱形空腔4內壁共同形成一個密閉腔體，并將上述成型前體封在該密閉腔體中（如14所示），完成填裝步驟。
步驟三、對成型前體施加壓力；具體方法如下：
將組裝好的成型前體與整體式載體成型模具組合放在一臺液壓機上，模具第二零件的承壓面9與模具第三零件的承壓面13與液壓機的施加壓力部件接觸，使得液壓機所施加的壓力可以作用于上述兩個承壓面；壓力方向如附圖1的9、13兩個箭頭所示；施加的壓力大小在0.1 ~ 5 MPa范圍內；施加壓力時間為 20 s ~ 40 min；而后從模具中取出受壓后的成型前體得到成型塊體。
步驟四、成型塊體的干燥與焙燒；具體方法如下：
對步驟三所述成型塊體進行干燥操作，使部分揮發性水分與其它物質離開成型塊體，直至成型塊體干燥后的質量為干燥前的69%；本實施例采用在空氣中自然晾干的干燥方法；之后將成型塊體置于一個具有程序控溫功能的加熱器內進行焙燒；焙燒的氣氛為空氣；程序焙燒中的溫度與時間關系包含三個溫度控制階段，分別稱為第一溫度控制階段、第二溫度控制階段與第三溫度控制階段；第一溫度控制階段具有一個起始溫度，其值為60 oC，具有一個終止溫度，其值為650 oC，從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在3.3 oC/min范圍內；第一溫度控制階段的總時間為3.0 h；第二溫度控制階段具有一個起始溫度，其值為650 oC，具有一個終止溫度，其值也為650 oC，從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為0 oC/min；第二溫度控制階段的總時間為5 h；第三溫度控制階段具有一個起始溫度，其值為650 oC，具有一個終止溫度，其值為30 ~ 150 oC，從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為-0.7 oC；第三溫度控制階段的總時間為14 h；之后，成型塊體轉化為整體式氧化鋁載體。
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；具體方法如下：
取一定質量的二茂鐵粉末，其中二茂鐵的質量是步驟四所述整體式氧化鋁載體質量的1.5倍；將二茂鐵粉末與步驟四所述的整體式氧化鋁載體分別放入第一密閉容器內并進行密閉；其中整體式氧化鋁載體作為一個塊體放置于某處，而二茂鐵粉末以近似環形的形狀環繞在整體式氧化鋁載體的周圍；將按照上述方法盛放好整體式氧化鋁載體與二茂鐵粉末的第一密閉容器整個放置于一個加熱器中，并對第一密閉容器進行加熱，加熱溫度為105 oC；加熱時間為8 h 范圍內；完成加熱后整體式氧化鋁載體轉化成二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物。
步驟六、沉積后的第一段焙燒；具體方法如下：
將步驟五所述的二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物從第一密閉容器轉移到第二密閉容器；將第二密閉容器整個放置于一個加熱器中，并對第二密閉容器進行加熱，加熱溫度為195 oC；加熱時間為4.5 h。
步驟七、沉積后的第二段焙燒；具體方法如下：
將步驟六所述的二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物從第二密閉容器轉移到第一敞開容器；將第一敞開容器整個放置于一個加熱器中，并對第一敞開容器進行加熱，加熱溫度在450 oC范圍內，加熱時間為8 h。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量為5.6 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達195 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比達2.1 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
上述（3）（4）兩點結合說明，在具有可觀鐵組分負載量的基礎上，鐵組分在微觀上具有很高的分散度。從原則上看，如果鐵組分的微觀顆粒在5 nm以上可以得到其X-射線衍射峰。整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積的測定方法為前述的低溫氮氣吸附-脫附等溫線法；通過同一表征實驗，同時還發現，整體式氧化鋁負載鐵催化劑還具有大量納米級介觀孔道，其孔直徑均值約為8 ~ 9 nm。
實施例二、
其它同實施例一，區別在于：
使用整體式載體成型模具，其中圓柱形空腔4的圓柱形底面是直徑為100 mm的圓形，圓柱形高為35 mm。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；其中，成型前體的質量為55.0 g。
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；第一密閉容器進行加熱，加熱溫度為130 oC。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量為12.5 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達182 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比達4.6 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
實施例三、
其它同實施例一，區別在于：
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；其中，成型前體的質量為15.1 g。
步驟四、成型塊體的干燥與焙燒；其中焙燒的氣氛為純氧氣；其中第一溫控階段具有一個起始溫度，其值為40 oC，具有一個終止溫度，其值為350 oC；第一溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為2.1 oC/min；第一溫控階段的總時間為2.5 h；第二溫控階段具有一個起始溫度，其值為350 oC，具有一個終止溫度，其值為700 oC；第二溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為1 oC/min；第二溫度控制階段的總時間為5.8 h；第三溫控階段具有一個起始溫度，其值為700 oC，具有一個終止溫度，其值為30 oC，第三溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為-0.55 oC/min；第三溫控階段的總時間為20.3 h。
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；第一密閉容器進行加熱，加熱溫度為130 oC。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量為3.5 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達202 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比達4.8 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
實施例四、
其它同實施例一，區別在于：
第二添加物：顆粒度小于60目的炭黑；
步驟五、二茂鐵在整體式載體上的沉積；二茂鐵的質量是步驟四所述整體式氧化鋁載體質量的1.0倍；在第一密閉容器進行加熱，加熱溫度為130 oC。
步驟七、沉積后的第二段焙燒；并對第一敞開容器進行加熱，加熱溫度為700 oC，加熱時間為4 h。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量為5.9 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達180 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比達4.6 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
實施例五、
其它同實施例一，區別在于：
第一添加物：田菁粉；
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；其中，成型前體的質量為20.1 g。
經過對所制得的整體式氧化鋁載體的表征，整體式氧化鋁載體還具有以下特點：
步驟三、對成型前體施加壓力；其中施加的壓力大小為1.5 MPa；施加壓力時間為 2 h。
完成步驟四之后，成型塊體轉化為最終產品整體式氧化鋁載體；制備過程完成。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量為5.7 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達210 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比達2.3 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
實施例六、
其它同實施例三，區別在于：
第一添加物：田菁粉；
第二添加物：乙二醇；
酸溶液：硝酸水溶液，其pH值是0.3。
步驟一、制備成型前體；具體方法如下：
取一定質量的鋁源、第一添加物、第二添加物，其中鋁源質量為105 g；其中第一添加物的質量是鋁源質量的0.02倍，第二添加物的質量是鋁源質量的0.02倍；三種物質均勻混合，得到混合粉末；而后將酸溶液緩慢倒入混合粉末，形成面團狀混合物，其中酸溶液的質量是鋁源質量的0.9倍。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝；其中，成型前體的質量為20.0 g。
完成步驟七后，整個制備過程完畢，二茂鐵-整體式氧化鋁載體復合物轉化為整體式氧化鋁負載鐵催化劑產品；該整體式氧化鋁負載鐵催化劑還同時具有以下產品特征：
（1）、單個整體式氧化鋁負載鐵催化劑塊體的質量為6.5 g；
（2）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的比表面積可達230 m2/g；
（3）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑上鐵的質量百分比達4.9 %；
（4）、整體式氧化鋁負載鐵催化劑的X-射線衍射峰只包含氧化鋁的譜學特征，而不含到關于鐵組分的譜學特征。
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