二氧化碳催化加氢合成甲醇反应是一个具有很大潜力的二氧化碳转化利用方向,反应主要存在铜基催化剂反应活性低,甲醇选择性低等相关问题。本文选择了不同的碱性助剂来改性铜基催化剂,并考察其对催化剂结构及催化活性的影响。1、Ga2O3助剂改性的Cu-ZnO-Al2O3(CZA)催化剂的研究:Ga2O3的添加会影响CZA催化剂的晶粒尺寸、催化剂的比表面以及铜分散度和铜比表面积等物性参数。在Al2O3/Ga2O3=2:1(质量比)时,更大的比表面积和孔容增大了催化剂与反应物的接触面积。同时,在Al2O3/Ga2O3=2:1时,Ga2O3的添加提高了催化剂表面碱强度,使得催化剂吸附CO2性能较好。催化剂活性评价结果表明,Al2O3/Ga2O3=2:1时,催化剂活性最好,CO2转化率为23.0%,甲醇选择性为51.9%,相比于CZA催化剂有所提高。2、掺氮石墨烯复合Cu-ZnO-ZrO2(CZZ)催化剂的研究:选用具有较大比表面积且表面呈碱性的掺氮石墨烯改性铜基催化剂,以期掺氮石墨烯能改变催化剂的结构并提高催化活性。结果表明,掺氮石墨烯的添加降低了催化剂的结晶度,提高了催化剂的比表面积、孔容。催化剂颗粒分散在掺氮石墨烯褶皱的片层结构中,提高了催化剂颗粒的分散程度,提高了催化剂的铜分散度及Cu比表面积。掺氮石墨烯的添加提高了催化剂的催化活性。掺氮石墨烯质量含量为7.5%时,催化剂的综合性能最好,二氧化碳转化率为9.0%,甲醇选择性为71.8%。3、镁铝水滑石以及氧化石墨烯对铜基催化剂影响的研究:在具有碱性的镁铝水滑石中引入铜活性组分,并探究了氧化石墨烯对催化剂的影响。氧化石墨烯的添加降低了铜基催化剂的结晶度,提高了催化剂的比表面积和孔容。氧化石墨烯的添加使镁铝水滑石的片层结构更加有序和完整。活性评价结果表明,氧化石墨烯的添加有利于提高催化剂的甲醇选择性。通过氧气气氛焙烧氧化石墨烯添加的Cu-MgO-Al2O3(CMA)催化剂制备了具有片层孔道的CMA催化剂,相较于氧化石墨烯添加的CMA催化剂,这种有片层孔道的CMA催化剂的甲醇选择性进一步提高。