随着大气中CO2浓度的增加,温室效应对我们这个星球的环境和人类社会的生产发展已构成越来越严重的威胁。CO2加氢制甲醇是CO2循环利用的有效途径,在环保、能源等领域具有重要的意义,其中高效催化剂的研究是实现该过程工业化的关键。在另一科学研究前沿,石墨烯一2010年诺贝尔物理学奖获得者,是继富勒烯和碳纳米管之后出现的一种新型二维碳纳米材料,是纳米材料科学领域的一颗耀眼的新星,并迅速成为材料科学的研究热点。它是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯具有良好的导热性、高强度和超大的比表面积。这些优异的性能使得石墨烯催化领域有着光明的应用前景。本文开展了新型石墨烯促进纳米CuO-ZnO/Al2O3复合催化剂的开发研究。第一步从Cu基多组分、非复合催化剂的应用基础研究入手。第二步,在取得初步的成果后,进而研发出利用球磨法制备的新型石墨烯负载纳米CuO-Zn0/Al2O3复合催化剂。本文具体成果如下：(1)采用柠檬酸作为燃料,溶胶-凝胶自燃烧法制备铜、锌、铝组分相同的CuO-Zn0/Al2O3催化剂。研究发现当柠檬酸用量合适时,可以得到颗粒小,比表面积大和还原温度低的优良催化剂。在CO2加氢制甲醇的反应中,当柠檬酸用量等于或大于化学计量比时,都能得到较好的催化活性和甲醇产率。溶胶-凝胶自燃烧法是一种简单、快速且有效的制备Cu0-ZnO/Al2O3催化剂的方法。当柠檬酸用量等于或大于化学计量比时,对催化剂催化性能的影响不大,而且柠檬酸的燃烧反应温和,制备过程中工艺可控性更高,因此将更适于工业化催化剂的制备。(2)利用球磨法制备了新型石墨烯负载纳米Cu0-ZnO/Al2O3复合催化剂。球磨工艺条件为：转速500r/min,球料比15：1,总球磨时间6h,添加10ml无水乙醇进行液相球磨。研究发现,球磨制备的10%GNS负载CuO-ZnO/Al2O3复合催化剂,具有最佳催化活性,相对于未添加GNS的催化剂CO2转化率提高了68%,甲醇产率提高了163%。一方面用于合成甲醇的Cu基催化剂必须在空气中高温焙烧才具备催化活性,却造成其晶粒尺寸大,比表面积小,颗粒间团聚比较严重。另一方面GNS具有优异的机械强度(人类已知的最为牢固的材料),良好的导热性能,巨大的比表面积,但是在空气中高温焙烧会被氧化成CO2。本课题组创新性地利用液相球磨法者的优点巧妙的有机结合起来,制备了具有优异催化活性的复合催化剂。此方法操作简单,低能耗,环境友好,适用于工业化的大量制备。