甲醇是一种极其重要的化工原料,又是潜在的车用燃料和燃料电池的燃料。因此,合成甲醇的研究和探索,在国际上一直受到重视。虽然从合成气出发合成甲醇过程早已实现工业化,但还存在原料合成气单程转化率低等问题,因此,新型高效甲醇合成催化剂的研制一直是学者们追求的目标。本文从甲醇合成常用的CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂出发,首先考察了不同金属组分配比催化剂的反应性能,结果显示,Cu/Zn/Al摩尔比值为4.5/4.5/1的催化剂甲醇合成性能最优。然后从催化剂的基本制备条件着手,通过对催化剂的焙烧温度、还原升温速率的考察,结合TPR、TPD和XRD等表征结果,比较系统地研究了催化剂制备条件对催化剂的结构及对原料气的吸附-脱附性能的影响,发现当焙烧温度不高于400℃时,催化剂具有较高的甲醇时空产率,随焙烧温度的升高催化剂晶粒尺寸增大,比表面降低,催化剂更难于还原,催化剂对原料气氢气和CO的吸附能力降低,焙烧温度过高、还原升温速率过快都易引起催化剂颗粒聚结,导致催化剂活性下降,不利于甲醇生成。采用等离子体技术制备CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂,通过与常规方法制备的催化剂比较发现,等离子体方法可以显著提高催化剂的活性,结合TPR、TPD、XRD及BET表征结果说明,等离子体技术制备的催化剂比表面积增大,金属铜晶粒粒径变小,活性组分分散度提高,活性中心数增加,等离子体方法制备的催化剂对原料氢气的解离吸附能力增强,甲醇收率显著提高。几种等离子体处理气氛中,先氮气后氢气气氛制得的催化剂具有最好的甲醇合成性能。