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由大气中CO2浓度增加引起的温室效应正日益威胁着人类的生存与发展，能源匮乏也成为社会发展面临的巨大挑战，有关CO2捕获和利用的技术逐渐受到人们的重视。将CO2转化为化学品和燃料是有望解决气候变化与能源危机两大难题的有效途径，作为重要化工原料和清洁燃料的甲醇成为首选产物。因此CO2加氢合成甲醇反应已然成为全球瞩目的研究课题，新型高效催化剂的开发也成为国内外学者的研究重点。 在CO2加氢反应中，通常是将焙烧后的金属氧化物在H2氛围下还原得到Cu基催化剂。然而，传统的气相还原过程需在高温(473K-623K)下进行，且伴有强烈的放热效应，会引起表面铜颗粒的长大并加速其聚集烧结，从而影响催化性能。以NaBH4为还原剂的液相还原法制备金属催化剂逐渐受到人们的重视。与传统气相还原相比，液相还原法操作简单、快捷且条件可控，还原反应温度低，有效抑制了铜颗粒的长大，可制得高铜分散度的小颗粒Cu基催化剂。本论文采用液相还原法制备铜基催化剂用于CO2加氢合成甲醇反应，系统考察了液相还原与气相还原的异同，液相还原体系中还原剂用量、焙烧温度、热处理顺序等因素对催化剂物化性质和催化性能的影响，并将液相还原法应用于La2CuO4型类钙钛矿结构铜基催化剂的CO2加氢合成甲醇反应。具体研究内容包括以下几个方面: (1)采用液相还原法制备了Cu/ZnO/ZrO2催化剂用于CO2加氢制甲醇反应，与传统需要气相还原的共沉淀法制备的催化剂相比，液相还原法制备的催化剂具有更小的金属铜颗粒，更低的还原温度，更多碱性位的数量。此外，催化剂出现了元素分离现象，NaBH4对铜的还原作用削弱了Cu元素与其他组分的相互作用，脱离束缚的ZnO由无定形态转化为晶型良好的棒状颗粒。液相还原法所得催化剂不需要H2还原可直接进行反应，比共沉淀法制备的催化剂表现出更高的CO2加氢活性，尤其是甲醇选择性有明显提高。液相还原法制备的催化剂CO2转化率与金属铜比表面积的大小相关，甲醇选择性随着碱性位数目的增加而增加，与CO2加氢制甲醇反应的“双活性位”机理吻合。此外，还考察了NaBH4用量对催化剂物化性质和催化活性的影响。发现随着B/Cu值的增加，CO2转化率和甲醇选择性先增后减，CZZ-5具有最高的催化活性，B/Cu=5为最佳的还原剂用量。 (2)考察了焙烧温度对液相还原法制备的Cu/Zn/Al/Zr催化剂结构性质和催化性能影响。液相还原法制备的催化剂包含Cu2+、Cu+、Cu0三种铜价态，其中Cu+是催化剂表面铜物种的最主要存在形式。随着焙烧温度的升高，催化剂的比表面积和碱性位数量均减小，起始还原温度降低，金属铜颗粒的尺寸逐渐增大。焙烧温度的变化引起了Cu组分与其他元素相互作用的变化，影响了表面铜物种的分布，进而导致催化剂表面Cu+/Cu0的差异;合适的焙烧温度可获得高的Cu+/Cu0值，利于产物甲醇的生成。随着焙烧温度的增加，CO2转化率和甲醇选择性均呈现“火山型”变化趋势，CZAZ-573催化剂具有最高的CO2加氢制甲醇活性。高的金属铜比表面积利于CO2的加氢转化，因此高金属铜比表面积的催化剂上具有高的CO2转化率。 (3)采用液相还原法制备了Cu/Zn/Al/Zr催化剂，考察焙烧与液相还原的顺序对催化剂结构性质和CO2加氢催化活性的影响。研究发现，先液相还原再焙烧的催化剂，液相还原过程中的元素迁移现象导致各组分间相互作用较弱，焙烧作用对象为金属/金属氧化物，颗粒的长大与聚集现象较为显著。先焙烧后液相还原的催化剂，焙烧作用对象变为Cu2+，抗烧结能力强于还原态铜物种。而且，焙烧强化了组分间作用力，后续的液相还原过程难以破坏这种强相互作用，各组分均匀分布。该类催化剂具有更高的Cu分散度、更低的还原温度、更大的金属Cu比表面积，CO2转化率和甲醇选择性均有提高。 液相还原制备的催化剂由于NaBH4对羟基碳酸盐前驱体的分解作用较彻底，干燥后的材料具有稳定的催化剂组成。将未焙烧催化剂直接用于CO2加氢合成甲醇反应。研究发现，未焙烧的催化剂比焙烧后(573K)的催化剂具有更高的CO2转化率和甲醇选择性，且在1000h长周期测试中保持了稳定的甲醇时空收率，归因于未焙烧的催化剂具有更高的Cu比表面积、更低的还原温度、更多的碱性位数目。 (4)将液相还原法应用于La2CuO4型类钙钛矿结构铜基催化剂的CO2加氢合成甲醇反应。共沉淀法制备的La2CuO4型类钙钛矿催化剂(LCZ)经纯氢623K还原后用于CO2加氢反应，NaBH4还原后的La2CuO4型类钙钛矿材料(1-LCZ)直接用于反应评价。研究发现，液相还原后的催化剂颗粒变小，表面粗糙度增加，比表面积增至LCZ催化剂的五倍。1-LCZ催化剂暴露的金属铜比表面积增加，碱性位数量也增加，还原温度降低。液相还原处理后的1-LCZ催化剂在相同反应条件下CO2转化率提高了61.1％，甲醇选择性提高了21.4％。根据CO2加氢合成甲醇的“双活性位”机理，1-LCZ催化剂活性的提高归因于高的金属Cu比表面积和更多的的碱性位数量。