[发明专利]一种Cu/ZrO2催化剂及其制备方法和应用无效
| 申请号： | 201210444792.2 | 申请日： | 2012-11-09 |
| 公开（公告）号： | CN102921420A | 公开（公告）日： | 2013-02-13 |
| 发明（设计）人： | 郭晓明;黄夏阳;毛东森;卢冠忠;王嵩 | 申请（专利权）人： | 上海应用技术学院 |
| 主分类号： | B01J23/72 | 分类号： | B01J23/72;C07C31/04;C07C29/154 |
| 代理公司： | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人： | 吴宝根 |
| 地址： | 200235 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 cu zro sub 催化剂 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明涉及一种Cu/ZrO2催化剂及其制备方法和其在CO2催化加氢制甲醇中的应用。更具体的说是涉及一种采用水热法制备Cu/ZrO2催化剂的方法，该方法在制备过程即将氧化铜还原成金属铜，因此，Cu/ZrO2催化剂用于CO2催化加氢制甲醇时，不需要气相还原预处理过程。
背景技术
CO2是一种主要的温室气体，同时也是一种廉价且丰富的碳源。近年来，由于全球变暖问题日益严重和化石燃料的逐渐枯竭，如何实现CO2的有效利用越来越受到人们的关注。通过CO2催化加氢合成甲醇是CO2再利用的重要途径之一。
CO2催化加氢合成甲醇主要在铜基催化剂上进行。目前铜基催化剂中的铜元素是以氧化铜的形式存在，使用前，铜基催化剂要在还原气氛中、200-400℃进行预还原处理，将氧化铜还原成金属铜。还原过程耗时长且通常伴随有强烈的热效应，这对催化剂的实际应用产生不良影响。
文献（高等学校化学学报，2003，24(7): 1296-1298）采用沉淀-还原法，用KBH4溶液对新鲜制备的碳酸盐共沉淀进行液相化学还原处理，直接得到还原态Cu/ZnO/A12O3甲醇合成催化剂。然而，由于KBH4的强还原性，制备过程反应剧烈，有大量氢气冒出，存在一定的不安全因素，不利于实际的生产控制。
由此可见，开发用于CO2催化加氢合成甲醇的简单安全有效的、免气相预还原处理的铜基催化剂很有必要。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种Cu/ZrO2催化剂，该Cu/ZrO2催化剂中的铜元素以金属铜形式存在。
本发明目的之二是提供上述的一种Cu/ZrO2催化剂的制备方法，该制备方法在制备Cu/ZrO2催化剂时将原料氧化铜还原成金属铜，使得最终所得的Cu/ZrO2催化剂在用于CO2催化加氢合成甲醇时，不必再进行气相预还原处理，且该制备方法简单安全有效。
本发明采用的技术方案
一种Cu/ZrO2催化剂，由还原态的铜和氧化锆组成，按摩尔比计算，其中的Cu：Zr为1：9。
上述的一种Cu/ZrO2催化剂的制备方法，即首先将氢氧化钠水溶液、ZrOCl2·8H2O水溶液与Cu(NO3)2·3H2O水溶液混合生成沉淀加入还原剂葡萄糖，进行水热反应；
然后将水热反应后冷却至室温的反应液进行过滤，所得的滤饼依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤、过滤，直至滤液中检测不出Cl-后真空干燥，即得Cu/ZrO2催化剂，其具体包括如下步骤：
（1）、称取一定量的NaOH、ZrOCl2·8H2O、Cu(NO3)2·3H2O和葡萄糖，分别配制NaOH、ZrOCl2·8H2O、Cu(NO3)2·3H2O和葡萄糖的水溶液；
（2）、将ZrOCl2·8H2O水溶液和NaOH水溶液进行混合，搅拌均匀后加入Cu(NO3)2·3H2O水溶液和葡萄糖水溶液，继续搅拌10~30min后转移到装有聚四氟乙烯内胆的低温反应釜中，控制温度为180~220℃，时间为2~20h进行水热反应，反应结束后自然冷却至室温；
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