众所周知,芳烃,特别是苯、甲苯和二甲苯（BTX）,是非常重要的化工基础原料,主要来源于传统的石油生产路线。然而,由于能源需求的增长和化石燃料储量的减少,所以亟需要开发一条非石油的生产路线。因此,甲醇/CO2制芳烃成为了一条解决甲醇产能过剩,CO2过量排放所带来的环境问题和增产BTX的可持续路线。迄今为止,无论是甲醇制芳烃还是CO2加氢制芳烃反应,对所共同用到的HZSM-5分子筛催化剂的合成以及研究还处于传统阶段,尤其在CO2加氢制芳烃反应中研究较多的是金属氧化物催化剂,对HZSM-5分子筛形貌的研究较少。本论文成功制备了各种形貌的HZSM-5,并将其与金属氧化物催化剂串联,研究了其催化甲醇/CO2加氢制芳烃的催化活性。具体研究内容如下:1.通过改变合成方法和调变H2O/Si摩尔比,成功制备了不同粒径大小的球形（spherical）和空心（hollow）结构的HZSM-5。利用XRD、SEM、TEM、NH3-TPD、N2等温吸附-脱附和TG等表征手段对这两种形貌HZSM-5的理化性能进行了表征,并对空心结构HZSM-5的合成机理进行了探讨。然后考察了其催化甲醇制芳烃反应活性和稳定性。结果表明,由于空心结构的HZSM-5具有多级孔结构、适宜的酸强度和更多的总酸含量,在MTA反应中表现出比球形HZSM-5更高的催化活性和稳定性。此外,对空心结构HZSM-5的合成机理的探讨中发现,在脱硅重结晶过程中,Al的分布梯度发生了变化,使得空心结构的HZSM-5表面酸性减弱,从而表现出比球形HZSM-5更高的对二甲苯选择性。2.在第一部分实验的基础上,通过向合成体系中加入尿素和淀粉,制备了片状（sheet）、链状（chain）的HZSM-5,并且设计了一系列金属氧化物（In2O3、Cu-Zn-Al和不同Zr/Zn、不同温度下煅烧的Zn Zr O）,然后将金属氧化物和四种形貌的HZSM-5串联考察了CO2加氢直接转化为芳烃的反应条件和催化性能,利用In-situ DRIFTS对反应机理进行了探究。应用密度泛函理论的GGA方法对Zr O2掺杂Zn体系对CO2分子的吸附性能进行了模拟计算。发现氧空位增多能明显提高Zr O2掺杂Zn体系对CO2分子的吸附能力。而且,由于不同形貌H-ZSM-5分子筛和金属氧化物催化剂各自优异性能之间的协同作用,在优化后的反应条件下(320°C,3MPa,2400 ml·g-1·h-1,H2/CO2=3/1,W（Zn Zr O）/W（Z5）=2/1,TOS=5 h),Zn Zr7O（500）-sheet Z5串联催化剂上芳烃选择性高达75.7%,CO2转化率为14.5%,同时实现了64.1%的BTX的高选择性。而且,由于对二甲苯分子动力学半径与MFI分子筛b轴孔道半径接近,适当增加b轴长度有利于提高对二甲苯的选择性,所以在Zn Zr7O（500）-chain Z5串联催化剂上实现了对二甲苯的高选择性。3.运用密度泛函理论计算了HZSM-5三个晶面（001,010,101）对CO2加氢反应过程中的中间体的吸附性能,发现片状HZSM-5分子筛b轴所对应的010面对CH3O*和CHOO*的吸附能力最强。因此,我们通过向合成体系中加入简单的生长抑制剂（尿素）和矿化剂（氟离子）,在水热的条件下,成功合成了沿b轴生长的不同厚度的片状HZSM-5。利用XRD、SEM、TEM、N2吸脱附、NH3-TPD、Py-IR、-OH-IR、CO2-TPD、H2-TPR等表征方法探究了加入不同的添加剂对HZSM-5理化性质的影响。结果表明,加入尿素、NH4F、改变Urea/NH4F、TPAOH/NH4F的比例,可对分子筛厚度进行精确调控,从而制备一系列不同厚度的HZSM-5。并考察了其与Zn O-Zr O2串联对催化CO2加氢制芳烃反应活性和稳定性的影响。发现加入不同量NH4F合成的HZSM-5（厚度:260～290 nm）厚度适中,当加入的NH4F摩尔量为1.5时,合成的HZSM-5的比表面积大、总酸含量多、B酸以及B/L酸含量适宜、酸强度较强、有较多的缺陷位。这些优势使得在Zn Zr7O/HZ-1.5NH4F串联催化剂上芳烃选择性高达77.5%,CO2转化率为17.6%,并且性能稳定。