低碳醇具有非常广泛的应用前景,可以作为清洁的液体燃料和良好的汽油添加剂,同时它还可以作为基础原料用于生产其他化学产品。在化石燃料资源日益减少的情况下,由合成气催化制备低碳醇的研究受到了人们的广泛关注。目前,对于合成气制低碳醇的研究多集中在对催化剂的改良,但效果均不尽如人意,存在诸多问题,很难实现工业应用。本课题组利用自创的完全液相法制备了不含任何碱金属及F-T组元的CuZnAl催化剂,在CO加氢实验中意外发现其具有高的低碳醇选择性,尤其是乙醇,但催化剂的重现性并不太理想,且对催化剂结构还缺乏深刻认识,因此有必要对其进行更加深入的研究。本文首先考察了高压下热处理温度对催化剂结构和性能的影响,同时研究了不同的CuZnAl比例对催化剂性能的影响,最后采用提前加热处理过的液体石蜡为热处理和反应介质,考察了其对催化剂合成低碳醇性能的影响。本文通过XRD、H₂-TPR、BET、NH₃-TPD-MS、XPS、SEM等方法对催化剂进行了表征分析,结合催化剂的活性评价数据,进一步了解了催化剂的结构和表面性质与高C₂₊OH选择性的关系。得出以下主要结论:1.高温、高压热处理可以提高合成乙醇的选择性和稳定性。热处理条件为4.0MPa、280℃时,催化剂的乙醇选择性随着时间的推移持续提高,122 h后达到26.13%且保持稳定。2.催化剂大的比表面积、适中且稳定的Cu/Zn摩尔比、适宜含量的两种Cu₂O、比例适当的强弱酸性位,都是提高乙醇选择性和稳定性的关键因素。3.高压热处理可以抑制Cu0晶粒在反应过程中长大,加强催化剂中各组分之间的相互作用,有利于尖晶石的形成,但过多的尖晶石会弱化活性组分的作用,降低催化剂的活性。4.高压热处理下催化剂配比影响催化剂的结构与性能。较多的Al组分含量有利于尖晶石的形成,改变Cu₂O的存在形式,降低了孔径,使其有利于二甲醚的生成。Zn O晶粒的大小对催化剂的活性影响并不显著,Zn组分量的增多并没有显著促进C₂₊OH的生成。5.预热处理后的液体石蜡在常压热处理的条件下减弱了对Cu物种的还原作用,提高了催化剂表面Cu/Zn比例,强化了Cu0-Cu+的协同作用;从而有效提高了C₂₊OH的选择性。但在高压热处理的条件下,提前热处理液体石蜡并没有起到促进乙醇和C₂₊OH生成的作用。