技术推荐 ：一种Cu/ZnO催化剂及其制备方法和在CO2化学转化中的应用

专利技术简介：

本发明专利技术公开了一种Cu/ZnO催化剂及其制备方法和在CO2化学转化中的应用，属于催化及温室气体CO2减排领域。Cu/ZnO催化剂的制备方法为：将可溶性锌盐和六次甲基四胺溶于乙二醇水溶液中；惰性气氛下，微波反应器中功率200～300W反应合成ZnO载体；利用沉积沉淀法将活性金属铜担载在合成的ZnO载体上。合成的ZnO载体具有均一的花状或纳米棒形貌，Cu担载量为5～15wt％。该催化剂在CO2催化转化合成低碳醇反应中表现出高活性和稳定性。本发明专利技术合成的催化剂具有工艺简单、成本低、催化性能高等优点，符合绿色化工的发展趋势；并且在CO2化学转化合成重要化学品领域具有广阔的应用前景。

专利技术说明：

本专利技术涉及一种Cu\/ZnO催化剂及其制备方法和在CO2化学转化中的应用，属于催化化学和温室气体减排领域。温室气体CO2主要来源于化石资源的燃烧排放,随着现代工业的迅速发展，大气中CO2浓度越来越高,导致温室效应、全球温度升高，严重影响人类生产、生活。降低CO2大气中含量成为目前研究的热点领域之一。基于CO2是一种廉价、丰富的C1资源考虑，将CO2作为碳氧资源使用，利用化学转化合成高附加值化学品是解决CO2对环境影响的重要途径，也是解决长期以来化学品严重依赖不可再生资源化石燃料的有效措施，与传统的CO2捕获、分离、埋存等处理技术相比具有更重要的社会和经济意义。甲醇是一种重要的有机化工原料，是C1化工的基础，也是一种良好的有机溶剂和有望替代汽油的液体燃料。利用CO2加氢合成甲醇既能够减少或维持大气中CO2浓度，又能得到重要的能源载体甲醇，是一条“一举两得、变废为宝”的技术路线，因此其研究倍受关注。由于CO2的热力学稳定性和化学惰性，实现CO2加氢合成甲醇工艺路线的键在于构建设计高活性、高稳定性催化剂。近年来CO2加氢制甲醇催化剂体系主要以铜系和贵金属体系(Pt，Ru等)为主。虽然贵金属催化剂具有较高活性和选择性，但价格高昂、活性温度范围窄等缺点成为制约其广泛应用的瓶颈问题。过渡金属铜基催化剂，以其高活性、低成本成为国内外研究热点。但铜基催化剂在反应过程中活性铜表面积易降低、活组分流失,催化剂易失活抑制其广泛工业化应用。构建设计高效稳定铜基催化剂，抑制反应过程中活性Cu组分的流失，对CO2加氢催化剂的开发具有重要的促进意义，其中蕴含的科学难题值得我们深入探索。近期纳米材料科学研究证明纳米催化剂的催性能不仅受尺寸效应影响，还跟催化剂的形貌密切相关。形貌各异的纳米材料表面优先暴露的晶面不同，表面的原子组成、配位模式、电子结构会发生显著变化，因此吸附和活化反应物的能力会有所差异，导致不同的催化反应性能，即纳米催
化中的形貌效应。纳米尺度下的催化材料可控合成以及对其真实反应气氛下构-效关系的认识是纳米催化的关键问题。传统的水热、溶剂热技术可以通过选择前驱体，利用离子缓释剂和结构导向剂等，精确调变制备参数,在一定程度上获得形貌可控的固体催化剂。利用微波技术合成特定形貌催化剂与传统加热技术相比，微波加热速度快、加热均匀、节能高效、设备简单、易于控制。国内外对于特定形貌CO2加氢催化剂的研究鲜有文献报道，而且特定形貌担载型铜基催化剂应用于CO2化学转化领域未见专利报道。

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