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低温合成甲醇是热力学有利的反应,但是活化能高,反应速度慢,高效催化剂的研究受到关注。均相催化剂低温活性很高,但是很容易被原料气中的CO2和H2O杂质中毒;多相催化剂的低温活性与平衡转化有差距,有待提高。本文围绕改善Cu/MgO催化剂的低温甲醇合成性能,从制备工艺和反应途径两方面考虑,研究了制备方法、元素配比、助剂添加、反应条件对CO/H2/CO2原料气转化行为及产物甲醇选择性的影响。结合制备样品的物相、形貌、表面积、吸附性能表征,分析了催化剂微观形貌、助剂对催化性能的影响。1、共沉淀法制备Cu/MgO催化剂,当沉淀温度为60℃、Cu/Mg摩尔比为3时,150℃合成甲醇活性最高,CO转化率为17.3%,液相产物甲醇选择性为100%:反应中产生了 CO2。随着反应温度从150℃升高至200℃,CO2的生成量增加,液相中除了甲醇,还副产甲酸乙酯。相比,175℃反应活性最佳。2、溶胶-凝胶燃烧法制备Cu/MgO(Cu/Mg=3)催化剂,当溶胶pH值为7,金属离子与柠檬酸化学计量比为1时,150℃合成甲醇活性最高,CO、CO2转化率分别为19.8%和9.9%,液相产物甲醇选择性为100%,二者同步转化。催化剂微观形貌为蜂窝状多孔结构,表面积为76.3 m3/g,高于共沉淀法样品。此外,制备过程中形成的干凝胶经惰性N2气氛锻烧后生成金属铜,无需还原程序制备。3、共沉淀法、溶胶-凝胶燃烧法制备了 Cu/MgO/Fe2O3(3/0.75/0.25)催化剂,后者150°C合成甲醇活性更高,稳定性更好,CO、CO2转化率分别为22.3%和37.1%,显著高于Cu/MgO催化剂,液相产物甲醇选择性为94.6%,副产物为甲酸乙酯。程序升温脱附表明,Fe2O3对CO2吸附性能强,有助于通过逆水煤气变换反应促进CO2转化。引入Fe2O3助剂改善了催化剂的低温合成甲醇活性,以及抗CO2和H2O中毒性能。