[发明专利]一种甲醇合成催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种甲醇合成催化剂，其特征在于：所述催化剂为Cu⁰-CuO-Cu₂O/ZnO@ZrO₂；相对于Cu的总原子数，Cu⁰占10～40%；Cu₂O占1～20%；Cu⁰、Cu₂O在ZnO@ZrO₂上； Cu⁰、Cu₂O由甲酸原位还原产生；在CO和CO₂混合加氢气氛下，催化剂不经历还原步骤，促进活性的位点存在Cu⁰-CuO、Cu⁰-Cu₂O、Cu⁰-CuO-Cu₂O、Cu⁰-Cu₂O-ZnO、Cu⁰-Cu₂O-ZnO-ZrO₂、Cu⁰-CuO-Cu₂O-ZnO-ZrO₂。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇合成催化剂，其特征在于所述催化剂呈现球状颗粒堆积形貌，ZnO@ZrO₂可以协同铜物种催化CO₂加氢成醇；ZnO质量含量为10～30%，ZrO₂质量含量为10～35%；ZrO₂为非晶态。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇合成催化剂，其特征在于所述催化剂中铜分散度高于15%；暴露的Cu晶面取向为(111)、(200)、(220)。

4.如权利要求1所述的甲醇合成催化剂，其特征在于催化剂制备方法，包括如下步骤：

（1）取铜、锌、锆的硝酸盐研磨10 min；

（2）加入甲酸于超声环境下继续研磨10 min；按摩尔比计，甲酸添加量为：HCOOH/(Cu²⁺+Zr⁴⁺)=12～20；

（3）130 °C真空干燥10 h、N₂气氛下300～500 °C焙烧1～3 h，1%氧气钝化1～3 h。

5.根据权利要求4所述的甲醇合成催化剂，其特征在于步骤（1）中，可以同时掺入铈、镁、铁、镧、锰元素的一种或多种，以提高铜物种分散度和催化活性。