甲醇是重要的化工产品和化石能源替代品,甲醇合成的关键是催化剂,Cu基催化剂由于其生产成本低、催化活性高等优点,是工业上采用最多和研究最广泛的甲醇合成催化剂。但是,Cu基催化剂热稳定性较差且其活性有待进一步提高。基于此,为提高Cu基催化剂活性,本文以CeO2为电子性助剂,采用共沉淀法制备一系列不同CeO2添加量的Cu/ZnO/Al2O3/CeO2催化剂;为提高Cu基催化剂热稳定性,采用反相胶束法和协同自组装法制备以Cu/ZnO为核,SiO2和硅铝酸盐为壳的Cu/ZnO@SiO2包覆型核壳催化剂和Cu/ZnO@HMAN中空核壳催化剂,并表征分析催化剂结构和评价催化剂合成甲醇的活性。具体研究内容如下:1.共沉淀法Cu/ZnO/Al2O3/CeO2（CZAC）催化剂的制备及CeO2添加量对甲醇合成性能的影响研究。利用XRD、XPS、H2-TPR、CO2-TPD、TG、N2吸附/脱附和高压固定床对催化剂进行表征分析和活性评价。结果表明,CeO2的添加量不仅影响CZAC催化剂中Cu粒子粒径大小和金属间相互作用,还影响催化剂表面氧空位和强碱性位点的含量。CeO2添加量为5%的CZAC-5催化剂具有最小的Cu O粒径（8.9 nm）、强的金属间相互作用、较多的氧空位和强碱性位点,因此其催化活性最好,甲醇时空产率为0.315 gMe OH·h-1·g-1cat,优于企业RK-5催化剂活性(甲醇时空产率为0.215 gMe OH·h-1·g-1cat)。CZAC-5催化剂的最优反应条件为还原温度260℃、反应温度250℃,反应压力3 MPa、体积空速6000 m L·g-1cat·h-1。2.反相胶束法Cu/ZnO@SiO2催化剂的制备及Cu纳米粒子粒径对甲醇合成性能的影响研究。通过改变Cu、Zn金属溶液和表面活性剂聚乙二醇单十六醚（Brij56）的浓度调控Cu纳米粒子粒径,利用XRD、TEM、N2吸附/脱附对催化剂进行表征分析,并测定其合成甲醇性能。结果表明,随金属溶液浓度的增加（0.25 M→2 M）,Cu粒子粒径逐渐增大（2.45 nm→10.43 nm）;随表面活性剂浓度增加（0.13 M→0.21 M）,Cu粒子粒径先减小后增大。当金属溶液浓度为1 M、表面活性剂浓度为0.174 M时制备的Cu/ZnO@SiO2催化剂Cu纳米粒子粒径最小,为3.23 nm,提供的有效活性位点最多,其合成甲醇活性最好。CO转化率、甲醇选择性和甲醇时空产率分别为5.8%、60.1%和0.111 gMe OH·h-1·gcat-1。3.协同自组装法中空核壳催化剂Cu/ZnO@HMAN的制备及其对甲醇合成性能的影响研究。利用XRD、TEM、N2吸附/脱附对催化剂进行表征分析,并测定其合成甲醇性能,结果表明,CTAB添加量影响Cu/ZnO@HMAN催化剂壳层孔隙结构,影响反应气体分子的传质过程,从而影响其催化活性。随CTAB添加量的成倍增加（Cu Zn@SiO2/CTAB=1:0.25→Cu Zn@SiO2/CTAB=1:1）,Cu/ZnO@HMAN催化剂的比表面积和壳层微孔孔容均逐渐增大,甲醇时空产率增大。当CTAB添加量一定时,随金属溶液浓度增加（0.15 M→1 M）,Cu纳米粒子粒径增大,比表面积和壳层微孔孔容增大。当金属溶液浓度为0.5 M、Cu Zn@SiO2/CTAB=1:1时制备的Cu/ZnO@HMAN催化剂,其具有最适宜的Cu纳米粒子粒径和壳层孔隙结构,能够提供最多的有效活性位点和最利于反应气体分子传质扩散的场所,甲醇时空产率最高,为0.157 gMe OH·h-1·g-1cat,较反相胶束法制备的Cu/ZnO-0.5@SiO2催化剂提高了86.9%。4.稳定性研究结果表明,具有核壳结构的Cu/ZnO@SiO2和Cu/ZnO@HMAN催化剂的甲醇时空产率在反应时间内保持不变,具有良好的稳定性,并且中空结构的Cu/ZnO@HMAN核壳催化剂有效提高了催化活性和对Cu的利用率。