[发明专利]一种催化CO2合成甲醇改性CuZnZr的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉尾气资源化利用技术领域，具体地说是一种催化CO₂合成甲醇改性CuZnZr催化剂的方法。 

背景技术

甲醇是碳一化学的基础原料，主要应用于甲醛、醋酸、甲酸甲酯等有机合成中间体的生产，它们是生产药品、染料、香料和涂料的原料。同时甲醇也是一种清洁燃料，可以单独或者与汽油混合作为汽车燃料。全世界甲醇的产量仅次于合成氨和乙烯，位列第三位。CO₂催化加氢合成甲醇是二氧化碳的化学固定方法之一，受到国内外化学工作者的广泛关注，并取得了一系列的研究成果。CO₂作为原料代替CO加氢合成甲醇已经成为催化反应过程中重要的研究领域，在化学工业上和环境领域有着优良的应用前景，也是解决温室效应的一个有效方式。 

自1945年，LPatieff和MoIlroe首次报导了Cu/Al催化剂上CO₂加氢合成甲醇的研究之后，又有许多催化剂体系被研究，这些催化剂体系大致可以分为三类：一类三铜基催化剂，一类是贵金属为主要活性组份的负载型催化剂，还有一类是其他催化剂。其中以铜基催化剂研究得最多，综合性能最好。 

中国专利CN102179251A涉及一种流化床合成甲醇用催化剂及其制备方法。所述流化床合成甲醇用催化剂由活性组分前驱体与粘结剂的混合物经煅烧后得到，以氧化物的重量百分比计，所述混合物中含有：30wt%～80wt%的活性组分前驱体和20wt%～70wt%的粘结剂，其中，所述粘结剂为锆凝胶。该催化剂稳定性好，但是其制备方法复杂，尤其是锆凝胶的制备，分散性也不好。 

中国专利CN102145287A涉及到一种二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂及其制备方法，该催化剂由由CuO、ZnO、ZrO₂和TiO₂组成，制备方法如下：将混合溶液与Na₂CO₃溶液同时滴加到TiO₂-H₂O-C₂H₅OH-CTAB混合浆态液中进行沉淀反应，并保持pH值为8.0继续搅拌1小时，静置，老化，抽滤，洗涤，然后将产物干燥，焙烧，冷却后制得。但是该催化剂选择性提高不明显，且产率低。 

中国专利CN1297344C涉及一种贵金属改性的Cu/ZrO₂基合成甲醇催化剂重量组成为Cu：9-24%，Zr75-90%，Pd或Ag0.1-1.0%。用硝酸铜和氧氯化锆的混合溶液，在60-90℃下与碳酸钠溶液搅拌状态共沉淀，保持pH值在9-11，沉淀经蒸馏水洗涤至无氯离子检出为止，经干燥后在350-550℃下焙烧，自然冷却至室温后，压片成型，破筛至40-60目。用浸渍法引入钯或银助剂，以硝酸盐的形式加入，浸渍时间为12-24小时，经红外灯照射烘干后制得催化剂。该发明的催化剂催化活性并不高。 

本发明与以上几种专利相比，以Cu/Zn/Zr催化剂为主体，以La₂O₃、CeO₂、Pr ₂O₃、Nd₂O₃、Sm₂O₃作为改性助剂，利用共沉淀法制备的。工艺简单，制备周期短，环境污染小，制得的催化剂可在催化CO₂氢化合成甲醇反应中表现出良好的活性。 

发明内容

本发明的目的是提供一种催化CO₂合成甲醇改性CuZnZr催化剂的方法，制备一种具有较高活性、较高选择性并且具有较长寿命的催化CO₂氢化合成甲醇的催化剂。 

本发明的技术方案是：以Cu/Zn/Zr催化剂为主体，加入La₂O₃、CeO₂、Pr₂O₃、Nd₂O₃、Sm₂O₃作为改性助剂，利用共沉淀法制备。具体步骤包括：