[发明专利]用于二氧化碳加氢制甲醇的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其是涉及一种以碳纳米管基纳米材料促进的铜-锌-锆催化剂及其制备方法。

背景技术

CO₂加氢被认为是目前短期间内固定大量排放CO₂的既经济又有效的方法之一。为了改善气候条件并解决碳资源问题，需要开发能将CO₂转化为有价值材料的技术。在所考虑的多种选项中，鉴于甲醇是重要化工原料和石油补充替代合成燃料，将CO₂通过加氢转化为甲醇的研究倍受关注。近20年来有关CO₂加氢制甲醇用催化剂的研究或开发文献上已多有报道；研究得最早、最广泛的是CuO-基催化剂。Amenomiya等([1]Amenomiya Y.，et al.，Proc9^th Intern.Congr.Catal.(Chem.Inst.of Canada，Calgary)，1988，p.634-641)，Pommier等([2]Pommier B.，et al.，Proc 9^th Intern.Congr.Catal.(Chem.Inst.of Canada，Calgary)，1988，p.610-617)和Koeppel等([3]Koppel R.A.，et al.，Appl.Catal.A：Gen.84(1)(1992)：77-102)报道的结果显示，CuO/ZrO₂对CO₂加氢制甲醇的催化活性高于CuO/ZnO，也高于CuO/Al₂O₃，CuO/SiO₂，CuO/MgO和CuO/TiO₂。稍后，一些含多组分促进剂的CuO基催化剂(包括：Cu/ZnO/ZrO₂、Cu-ZnO-Ga₂O₃和CuO-ZnO-ZrO₂-Ga₂O₃等([4]Frohlich C.，et al.，Appl Catal A：Gen.106(2)(1993)：275-293；[5]Saito M.，et al.，Appl Catal A：Gen.138(2)(1996)：311-318；[6]Kilo M.，et al.，J.Mol.Catal.A：Chem.126(2-3)(1997)：169-184；[7]Koppel R.A.，et al.，J.Catal.179(1998)：515-527；[8]Ma Y.，et al.，Appl.Catal.A：General 171(1)(1998)：45-55；[9]Joo O.S.，et al.，Ind.Eng.Chem.Res.38(1999)：1808-1812；[10]Cong Y.et al.，Chin.J.Catal.21(3)(2000)：247-250；[11]Toyir J.，et al.，Appl.Catal.B：Env.29(3)(2001)：207-215；[12]Sloczynski J.，et al.，Appl.Catal.A：Gen.249(1)(2003)：129-138；[13]Sloczynski J.，et al.，Appl.Catal.A：Gen.278(1)(2004)：11-23；[14]Yang C.，et al.，Catal.Today 115(1-4)(2006)：222-227；[15]Sloczynski J.，et al.，Appl.Catal.A：Gen.310(1)(2006)：127-137；[16]Arena F.，et al.，J.Catal.249(2)(2007)：185-194；[17]Arena F.，et al.，Appl.Catal.A：Gen.350(1)(2008)：16-23；[18]Guo X.，et al.，Catal.Commun.10(13)(2009)：1661-1664))的开发也有报道。然而从实用角度着眼，现有CuO-基催化剂催化CO₂加氢制甲醇的产率较低。高效催化剂的研发是实现该过程工业化的技术瓶颈。