对环境有害的温室气体CO₂可作为C₁原料转化为对人类有用的化学化工品。同时,科学、高效地利用CO₂对缓解能源危机与温室效应意义重大,具有重要的社会效益与环境价值。CO₂催化加氢可制备具有巨大燃烧潜力的替代能源甲醇,是解决CO₂出路、将CO₂变废为宝的有效路径。目前研究CO₂催化加氢制甲醇主要用到传统的合成气制甲醇工艺的Cu-Zn-Al催化剂,其加氢温度与压力也与传统甲醇工艺相似。但到目前为止,传统甲醇催化剂在CO₂加氢制甲醇反应中催化剂活性并不高,CO₂单程转化率低于25%,同时也存在产品分离回收成本高等问题。因此,开发高活性、高稳定性、高选择性的CO₂加氢制甲醇的新型催化剂是此领域急需解决的问题。本论文在前人研究基础上,采用甲醛预还原法制备担载型铜簇催化剂,并应用于合成气或CO₂加氢制甲醇。研究内容如下:1.采用共沉淀法制备了系列CuO-Al₂O₃催化剂,并采用金属氧化物（ZnO、ZrO₂）助剂对其进行修饰。结合各种手段（N₂O-H₂滴定、N₂-吸附脱附、H₂-程序升温还原）对其进行表征,探究助剂对催化剂性能的影响,最终筛选出最优助剂体系为ZnO-ZrO₂。2.以水合肼、草酸、葡萄糖或甲醛等为还原剂,加入到Cu-ZnO-ZrO₂-Al₂O₃催化剂（CZZrA）的共沉淀前驱液中,进行预还原,以制备新型高活性Cu基甲醇催化剂。并详细考察预还原剂种类、还原工艺条件对不同催化剂催化剂（CA、CZA、CZrA、CZZrA）理化性能的影响。3.在固定床连续催化高压反应装置中,以CO₂加氢制甲醇为模型反应,进行了催化剂制备工艺的筛选4.并详细考察了筛选出的最优催化剂CZZrA在合成气制甲醇反应中的催化性能。得出以下结论:1.ZnO、ZrO₂、ZnO-ZrO₂等助剂可提高Cu基催化剂中Cu^o表面分散度与金属表面积、表面活性CuO物种含量,从而使其在CO₂加氢制甲醇反应中的催化性能提高,其提高顺序为:ZnO-ZrO₂>ZrO₂>ZnO;2.采用甲醛、葡萄糖、草酸或水合肼对CZZrA催化剂前驱体进行预还原,可降低CZZrA催化剂上活性Cu与载体的强相互作用,提高催化剂中活性Cu分散度,并使CO₂在催化剂上被活化的趋势增强,其作用能力顺序为:甲醛>葡萄糖>草酸>水合肼;3.预还原剂、金属助剂共同引入催化剂可提高催化剂催化性能,提高顺序为:甲醛-ZnO-ZrO₂>甲醛-ZrO₂>甲醛-ZnO;4.适当的预还原温度可使甲醛被Cu²⁺氧化为造孔剂甲酸,催化活性因甲酸扩张比表面积、扩大孔体积得到增强。5.过高的预还原温度会使催化剂中Cu⁺、CuO等活性物种发生团聚,从而降低催化剂表面活性Cu^o的分散度,抑制其催化性能。6.适当的预还原时间可使催化剂上的活性Cu的分散度与表面积达到最佳,以促进CO₂转化。7.甲醛预还原CZZrA催化剂前驱体的最佳工艺条件为:甲醛与Cu摩尔比为0.4、（CH₂O/Cu摩尔比=0.4）、还原温度60℃、还原时间6h。8.催化剂表面CuO与适量甲醛反应可生成甲酸,Cu^o分散度、比表面积在甲酸造孔作用下得以增加,使催化活性提高。9.过量甲醛导致催化剂表面CuO活性组分与Zr、Zn等助剂发生相互作用,催化剂活性随两者相互作用程度的加深而降低。10.甲醛预还原CZZrA催化剂上,CO₂加氢制甲醇的时空收率可达270g_·kg_·^-1h^-1,CO₂单程转化率可达30%以上。11.甲醛预还原CZZrA催化剂上,CO₂占合成气总量的3%时,催化效果最好,甲醇时空收率可达725.19 g_·kg_·^-1h^-1,超过3%时催化剂上甲醇收率随CO₂含量的升高而降低。