层状Cu/ZnO/Al2O3催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

肖　硕，高　鹏，杨海艳，夏　林，张建明，陈志文，王　慧

（1.上海大学环境与化学工程学院，上海200444；2.中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室，上海201203）



层状Cu/ZnO/Al2O3催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

肖硕1，2，高鹏2，杨海艳2，夏林2，张建明2，陈志文1，王慧2

（1.上海大学环境与化学工程学院，上海200444；
2.中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室，上海201203）

摘要：以尿素为沉淀剂，采用均相沉淀法成功制备了层状Cu/Zn/Al水滑石化合物.将前驱体材料经焙烧、还原后得到Cu/ZnO/Al2O3催化剂，并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.采用X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）、热重（thermogravimetric，TG）分析、扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）、X射线荧光（X-ray fluorescence，XRF）分析、N2吸附、H2程序升温还原（H2-temperature program reduction，H2-TPR）、氧化亚氮（N2O）反应吸附、CO2程序升温脱附（CO2-temperature program desorption，CO2-TPD）技术对所制备的样品进行表征.结果表明，相对于传统共沉淀法，以尿素作为沉淀剂，通过均相沉淀法所制备的前驱体的结晶度更高、催化剂比表面积更大、金属Cu的分散度更好.另外，采用回流处理可以获得更好的效果.活性评估结果表明，O2转化率随金属Cu比表面积的增大而增加，而甲醇选择性则与催化剂表面碱性位的分布有关.因此，采用尿素回流处理均相沉淀法制备的Cu/ZnO/Al2O3催化剂的甲醇收率最高.

关键词：尿素水解；层状结构化合物；Cu/ZnO/Al2O3催化剂；CO2加氢；甲醇

CO2是自然界中大量存在的碳源化合物，将CO2加氢转化为甲醇既有助于解决CO2排放导致的环境问题，又能缓解化石燃料匮乏的危机.这是因为甲醇不仅是重要的化工原料，更是具有发展前景的……