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在人类所面临的各种环境问题中,由温室效应导致的全球气温升高是最为严峻的问题之一,CO2大量排放是造成温室效应的主要原因,因此CO2减排刻不容缓。二氧化碳减排的有效途径之一是将其转化为增值产品,其中CO2加氢催化制备甲醇是这一研究方向的代表性领域。目前,CO2加氢合成甲醇技术尚不成熟,高性能催化剂的研发是必须突破的关键环节之一论文采用共沉淀法、表面活性剂-模板法、柠檬酸溶胶-凝胶法分别制备得到Cu-ZnO-ZrO2催化剂,通过热重、XRD、H2TPR、CO2TPD等分析测试手段对催化剂理化性能进行表征,并在二氧化碳加氢合成甲醇反应中对催化剂活性进行评价。结果表明,柠檬酸溶胶-凝胶法制备的催化剂活性组份分散度较高、晶粒细小,在CO2加氢合成甲醇反应中表现出较好的反应活性,CO2转化率为22.9%,甲醇选择性为23.1%。在上述研究基础上,系统研究了柠檬酸溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO-ZrO2催化剂过程中,初始pH值、柠檬酸加入量、凝胶化温度等反应条件对催化剂构效关系的影响。研究发现,改变初始pH值,可调控柠檬酸在溶液中的存在形态,从而改变干凝胶的性质。初始pH为6时,柠檬酸根与金属离子发生络合反应,制备的催化剂具有较高的比表面和铜表面分散度,有利于提高催化剂在CO2加氢合成甲醇反应中的反应活性。改变柠檬酸的用量,则调控的是溶液中柠檬酸根阴离子的量,进而影响柠檬酸根与金属阳离子络合的程度。在所采用的实验条件下,n 柠/n金=1.5：1时,催化剂表现出较好的反应活性。凝胶化温度影响的是凝胶的稳定性,适当降低凝胶化温度有利于增强干凝胶的稳定性,但温度过低形成的凝胶长时间暴露在空气中,吸收了空气中的水分,致使凝胶中的氢键断裂,凝胶结构遭到破坏。结果表明,凝胶化温度为60℃时,得到的凝胶结构稳定,在焙烧过程中有利于阻止晶粒的长大及颗粒间团聚,制备得到的催化剂具有较好的反应活性。