催化剂是煤间接液化费托合成的核心技术,铁基催化剂价格低廉、温度和氢碳操作空间大[1,2],并成功应用于工业煤基费托合成中,其结构和性能的关系对工业化推进具有重要意义。在费托合成反应条件下,铁催化剂由多种氧化铁和碳化铁混合相组成[3-5],对每种物相作用和相变过程的认识是调变催化剂性能的关键。但由于原位表征实验技术的限制,利用理论计算预测催化剂物相结构是解决这一问题的重要途径。然而多数计算集中在铁催化剂还原和反应过程中的物相演变[6,7],鲜有报道从铁的制备开始,模拟真实制备条件下铁的结构,考察还原吸附的影响。本文采用密度泛函理论及量子力学的方法,采用Materials Studio软件的Dmol3模块从铁的制备开始,模拟了真实条件下的铁催化剂的焙烧和吸附过程。计算结果显示,沉淀铁催化剂前驱体纯2-line Ferrihydrite片层结构中的OH首先富集在铁氧体团簇表面,然后再进行脱水,逐渐演变为类球体；焙烧过程中,有Si、Cu、K助剂存在时,硅氧四面体通过氧原子与铁氧体团簇表面铁原子成键；铜原子进入铁氧体内层与铁氧体中的氧原子成键；钾原子也进入铁氧体内层,但不与其他原子成键。在还原吸附过程中,CO分子优先吸附在铁氧体表面,C原子逐步迁移,形成Fe-C-Fe构型。此研究为沉淀铁的研发提供理论基础。