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本文以Cu(NO3)2·3H2O、Pt(NO3)2和SnC2O4作为催化剂前躯体,利用等体积浸渍法制备了负载型Cu和Pt-Sn催化剂,并用于乙酸选择性催化加氢制备乙醇。研究比较了Renay Cu、Cu和Pt-Sn催化剂用于乙酸催化加氢的性能。考察Pt的负载量、Sn/Pt摩尔比、载体、载体改性剂、焙烧温度和还原温度对催化剂性能的影响。运用多种表征手段来研究催化剂特性和活性的关系,并对Pt-Sn催化剂上乙酸催化加氢的工艺条件进行考察,包括反应温度、反应压力和H2流量。最后对Pt-Sn催化剂的催化活性位和乙酸催化加氢的反应机理进行推测。研究内容和实验结果如下：Raney Cu和Cu/CaSiO3-SiO2催化剂不适宜用于乙酸催化加氢制备乙醇,而Pt-Sn/CaSiO3-SiO2催化剂对乙酸催化加氢则表现出了较高的活性。在相同的条件下,Pt-Sn/CaSiO3-SiO2对乙酸催化加氢具有较高的乙酸转化率和乙醇选择性,分别为66%和80%左右,而Raney Cu和Cu/CaSiO3-SiO2催化剂对乙酸催化加氢的活性则相对较低,乙酸转化率分别为13%和2.5%左右。Pt的负载量对乙酸转化率有较明显的影响,乙醇选择性变化不明显,基本稳定,乙酸乙酯的选择性较低。在反应温度250℃,压力2.2MPa条件下,当Pt的负载量为1%时,乙酸的转化率为22.53%,乙醇的选择性为87.62%,乙酸乙酯的选择性为10.07%,乙醚的选择性为2.31%。随着Pt负载量的增加,乙酸转化率和乙醇选择性迅速提高,当Pt的负载量达到3%时,乙酸的转化率升高到90.23%,乙醇的选择性升高到94.50%。随着Sn含量的增加,催化活性、乙酸转化率和乙醇选择性先增大后减小,最佳的Sn/Pt摩尔比为1,在反应条件下,催化活性、乙酸转化率和乙醇选择性分别为0.27mmol*s-1*gPt-1、83.69%和86.87%。Pt-Sn/CaSiO3-SiO2上乙酸的转化率和乙醇的选择性都要高于Pt-Sn/SiO2. Pt-Sn/CaSiO3-SiO2、Pt-Sn/y-Al2O3和Pt-Sn/TiO2催化剂上乙醇的选择性基本相同且高达90%左右,但前者的催化活性要高于后两者,达到0.29mmol*s-1*gPt-1。 Pt-Sn/CaSiO3-SiO2催化剂最佳的焙烧温度和还原温度分别为500℃和350℃,在最佳的反应条件下,乙酸的转化率和乙醇的选择性分别为90%和86%。TG分析表明,催化剂在500℃以后几乎没有失重,可能是比较合适的焙烧温度。XRD分析表明,所有的Pt和Sn都还原成零价,且主要形成了具有niggilite结构的PtSn合金。催化剂中金属颗粒是高度分散的,表明CaSiO3改性剂的存在有利于PtSn合金颗粒的分散。H2-TPR分析表明,Pt与Sn之间以及PtSn合金与载体之间存在强相互作用,这对催化剂的寿命和稳定性有利。TEM分析表明,PtSn合金颗粒均匀分散在载体上且具有纳米尺寸,随着焙烧温度从400℃升高到600℃,金属颗粒平均尺寸也从2.08nm增大到2.60nm,但是XRD分析得出的金属粒子尺寸要大于TEM分析得出的金属粒子尺寸。对Pt-Sn催化剂上乙酸催化加氢工艺条件的研究发现,随着反应温度的升高,乙酸转化率和乙醇选择性都不断升高,而乙酸乙酯选择性不断下降。随着反应压力的升高,乙酸转化率迅速升高,然而乙醇选择性增加却不明显。随着H2流速的增大,乙酸转化率先增大后减小,而乙醇的选择性基本不变。最佳的反应温度为325℃,最佳的反应压力为2.2MPa,最佳的H2流量为260mL*min-1Pt-Sn催化剂上乙酸催化加氢制备乙醇的反应活性位是高度分散的PtSn合金纳米粒子,可能的反应机理如下PtSn合金中的Pt吸附并活化氢气,PtSn合金中的Sn吸附乙酸的C=O并活化得到中间产物,活性氢与活化产物反应再脱水就可以得到乙醛,乙醛的C=O再次被Sn吸附,然后与活性氢反应生成乙醇。