石油资源的日益枯竭，原油中渣油比重越来越大，导致炼油企业已难以保证清洁柴油日益上涨的需求。费-托合成是不依赖于石油原料的替代柴油路线，近年来得到了广泛重视。然而，对于传统的费-托合成，产物重质烃需二次加工，使成本居高不下，在一定程度上制约了煤/天然气基费-托合成制备清洁中间馏分油技术的广泛应用。因此，研制新型费-托合成钴催化剂以实现一步高选择性地合成中间馏分油无疑具有非常重要的意义。文献报道介孔硅分子筛SBA-15负载钴催化剂具有较高的中间馏分油选择性，然而，其丰富的表面羟基易与钴氧化物形成难还原的硅酸钴物种，从而导致负载钴催化剂具有较差的可还原性和较低的活性。考虑到二氧化锆负载钴催化剂兼具高活性和高重质烃选择性，预见介孔二氧化锆因结合了介孔材料和二氧化锆两者的优点，有望成为一种新型的钴催化剂载体。　　 本论文以介孔二氧化锆的合成及其负载钴催化剂为研究对象，考察了孔径可调介孔二氧化锆的合成规律和钴催化剂的孔径及焙烧温度对费-托合成催化性能的影响，为制备高费-托合成反应活性和高中间馏分油(C12-C18)选择性的新型钴催化剂提供一定的理论基础。　　 本论文得到如下主要结果：　　 1、合成了具有可调孔径和高热稳定性的介孔二氧化锆。双甘醇的引入能抑制正丙醇锆前驱体的水解/缩聚速率，是合成大孔径介孔二氧化锆的必要条件；随着双甘醇用量的增加，丙醇锆的水解/缩聚速率降低，结构介孔孔径增加。低的pH值利于自组装形成骨架介孔，pH值增加，不利于自组装，且颗粒堆积形成的结构介孔的孔径减小。随着水量的增加，正丙醇锆的水解/缩聚速率提高，介孔二氧化锆的孔径减小。控制合成参数，诸如双甘醇用量、体系pH值和水量等，可调节正丙醇锆的水解/缩聚相对速率，是合成孔径可调介孔二氧化锆的关键。氨水后合成处理可提高其骨架墙壁的聚合度和延迟墙壁纳米微晶颗粒的增长，从而提高介孔二氧化锆的热稳定性。　　 2、介孔二氧化锆PMZ-9、传统ZrO2和介孔二氧化硅分子筛SBA-15负载钴催化剂的比较研究结果表明：介孔二氧化锆结合了介孔分子筛和二氧化锆两者的优势，其负载费-托合成钴基催化剂表现出高的费-托合成反应活性和优良的中间馏分油(C12-C18)选择性。　　 3、介孔二氧化锆负载钴催化剂的性能与载体孔径密切相关。随载体孔径增大，其负载钴催化剂的Co3O4颗粒尺寸增加，钴-载体相互作用减弱，还原度提高， in-situ漫反射红外光谱图上的桥式CO吸附峰和CO+H2生成的亚甲基(—CH2—物种)吸附峰增强。上述表征结果很好地解释了其在费-托反应中显示出的反应性能，即CO转化率，C5+、C18+和C12-18选择性提高，而C1选择性降低。　　 4、考察了焙烧温度对介孔二氧化锆负载钴催化剂的物化性质和费-托合成反应性能的影响。随焙烧温度提高，相同介孔二氧化锆负载钴催化剂的织构性质接近，而钴物种颗粒长大，可还原性提高，CO桥式吸附减弱，导致其CO转化率减小，C1选择性降低，而C5+、C18+和C12-18选择性增加。相同焙烧温度下(以250C焙烧为例)，亚甲基吸附峰强度和催化剂可还原性随载体孔径的增加而迅速提高，因而催化剂的CO转化率、C5+、C18+和C12-18选择性提高，而C1选择性降低。因此，较大孔径的载体负载钴催化剂CPMZ-14-250和CPMZ-14-400表现出好的费-托合成反应性能。