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浆态床液相合成甲醇是煤和天然气为基础的多联产的关键技术之一,但铜基催化剂容易热失活,寿命较短,一直困扰工业化应用。最近研究发现,微波辐射对CuO/ZnO/Al2O3催化剂前驱体的形成和催化剂的微观结构影响较大,特别是在制备前驱体的老化过程中,引入微波辐射,能够促进同晶取代,有利于绿铜锌矿(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6晶相的形成,焙烧后有利于形成CuO-ZnO固溶体,增加活性金属Cu的分散度,且还原后催化剂的Cu晶粒不易团聚失活,显著提高了催化剂的稳定性。本文首先采用并流共沉淀法制备Cu-Zn二元组分催化剂前驱体,系统研究了原料配比对催化剂前驱体晶相转变的影响。结果表明：(1)原料中未加入Zn2+时,前驱体中仅有孔雀石Cu2CO3(OH)2单一物相；当原料中引入Zn2+时,Zn2+同晶取代Cu2CO3(OH)2中Cu2+形成锌孔雀石(Cu,Zn)2(CO3)(OH)2物相,当Zn/Cu≤33/67时,前驱体中仅存在锌孔雀石(Cu1-x,Znx)2(CO3)(OH)2物相(其中x=0.1、0.2、0.25和0.3)；(2)原料中未加入Cu2+时,前驱体中仅有水锌矿Zn5(CO3)2(OH)6单一物相；当原料中引入Cu2+时,Cu2+同晶取代Zn5(CO3)2(OH)6中Zn2+形成绿铜锌矿(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6物相,当Cu/Zn≤40/60时,前驱体中仅存在(Zn1-x,Cux)5(CO3)2(OH)6物相(其中x=0.2、0.25、0.3和0.4)；(3)当40/60<Cu/Zn<67/33时,前驱体中同时存在锌孔雀石(Cu1-x,Znx)2(CO3)(OH)2和绿铜锌矿(Zn1-x,Cux)5(CO3)2(OH)6物相。在此基础上,本文在前驱体制备过程中引入微波辐射,分别在恒定微波功率160W和老化温度80℃下,考察了5、10、15、30和60min微波辐射时间的影响,以及在恒定微波时间15min和80℃老化温度下,考察了80、160和240W微波辐射功率的影响,同时结合XRD、DTG、H2-TPR、 FT-IR和XPS等表征手段,探讨了微波辐射功率和微波辐射时间对前驱体晶相组成及转变的影响。得出以下主要结论：(1)发现160W功率下微波辐射5min得到的催化剂前驱体的晶相结构与常规水浴加热老化1h得到的前驱体晶相结构基本相同,同时存在锌孔雀石(Cu,Zn)2CO3(OH)2和绿铜锌矿(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6晶体,说明引入微波辐射能够加快前驱体同晶取代速度。(2)发现160W功率下微波辐射15min制备的前驱体形成的(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6结晶度较好,晶型较完整,已经基本完成Cu2+进入Zn5(CO3)2(OH)6物相形成(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6晶相的同晶取代过程。(3)160W功率下微波辐射15min制备的催化剂前驱体焙烧后形成了CuO-ZnO固溶体,Cu-Zn之间协同作用增强且活性组分Cu分散度增加,其催化活性和稳定性最佳,甲醇时空收率为305.07g/(kg-h),平均失活率仅为0.12%/d,与常规水浴老化制备的催化剂相比,时空收率提高了8.3%,平均失活率降低了42.86%。同时,本文在水浴加热老化阶段,通入C02调节沉淀母液pH值接近中性,并产生C032-离子,进而有利于Zn2+的沉淀,并促进Cu2+进入Zn5(CO3)2(OH)6晶格中取代Zn2+形成(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6物相。当CO2通入量为40ml/min时,甲醇时空收率(STY)达到302.45g/(kg-h),失活率仅为0.15%/d,与未通入CO2辅助老化制备的催化剂相比,其催化活性和稳定性均有一定提高。