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随着石油资源日益枯竭,乙醇作为一种新型可替代能源有望显著缓解对石油资源依赖度日益加深的现状,因而正在受到广泛的关注。基于我国贫油富煤的能源结构,大力开发合成气制乙醇工业对提高我国能源安全、实现能源多元化目标具有重大战略意义。其中,由合成气经二甲醚(DME)羰基化制乙酸甲酯(MA),再加氢制备乙醇的工艺路线,具有反应条件温和、原子利用率高和环境友好等优点,表现出良好的工业化应用前景。MA加氢反应主要采用Cu-Zn体系催化剂,目前文献报道的Cu-Zn体系催化剂虽然表现出良好的催化活性,但如何进一步提高催化性能依旧充满挑战。此外,ZnO助剂在该催化体系中的作用机理也尚不明确。针对以上问题,本文开发了高性能Cu-ZnO/SBA-15催化剂的合成工艺,明确了ZnO助剂的作用原理并研究了不同ZnO晶面结构与催化活性之间的构效关系。采用固体球磨法制备Cu-ZnO/SBA-15催化剂,发现在金属氧化物总负载量为30 wt.%、Cu:Zn=9:1时催化活性达到最佳,在220℃、2.0 MPa、氢酯比为20的反应条件下,转化率和选择性分别达到85%和82%,相比于目前文献报道的Cu-Zn体系催化剂,表现出显著的优势。并且研究发现,有机模板剂可以与SBA-15的硅壁形成独特的微观化学环境,在球磨的过程中促使活性物种进入孔道,实现活性组分高度分散并显著强化Cu-Zn O相互作用,为今后Cu-Zn体系催化剂的理性设计提供新的研究思路。通过制备不同ZnO含量的Cu-ZnO/SBA-15催化剂,发现ZnO的加入可以促进Cu-ZnOx的形成,改变催化剂表面铜物种的价态分布,将TOFCu(0)与Cu+/Cu0比例相关联,发现二者线性相关,进一步证明了MA加氢Cu+和Cu0双活性位催化机理。此外,由于Cu-Zn O强相互作用,导致Cu-ZnOx中的铜比Cu-O-Si中的铜带有更多的正电荷,具有更强的Lewis酸性,从而表现出更优异的羰基活化性能。采用不同极化率的ZnO载体制备Cu/ZnO催化剂,研究发现极化率显著影响催化剂的催化活性。ZnO中的极性晶面由于暴露出更多的ZnOx氧缺陷结构,从而与Cu强相互作用形成Cu-ZnOx结构,促进MA加氢反应的进行。