[发明专利]微纳结构铜基催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种微纳结构铜基催化剂，其特征在于，所述微纳结构铜基催化剂包括以下重量百分比的 组分：CuO：5％～40％，ZnO：2.5％～20％，Al₂O₃:40％～92.5％。

2.根据权利要求1所述的微纳结构铜基催化剂，其特征在于：所述微纳结构铜基催化剂中 Cu粒子的粒径为6nm～16nm；所述微纳结构铜基催化剂的比表面为70m²/g～220m²/g。

3.一种如权利要求1或2所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤：

1)将铜盐及锌盐加入到去离子水中，并向所述去离子水中加入碱溶液，搅拌至所述铜盐 及锌盐完全溶解得到前驱盐溶液；

2)将所述前驱盐溶液转移至容器中后置于油浴装置中，向所述前驱盐溶液中加入载体；

3)将所述油浴装置加热至第一温度，使加入所述载体的前驱盐溶液在所述第一温度下反 应得到沉淀物；

4)将所述沉淀物离心洗涤、干燥、焙烧，得到铜基微结构材料；

5)将所述铜基微结构材料在第二温度下还原，得到微纳结构铜基催化剂。

4.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中， 所述铜盐为硝酸铜、乙酸铜或碱式碳酸铜；所述锌盐为硝酸锌、乙酸锌或碱式碳酸锌。

5.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中， 所述碱溶液为氨水、碳酸铵或氨水与碳酸铵的混合溶液。

6.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中， 所述载体为氧化铝微球。

7.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中， 边搅拌边向所述前驱盐溶液中加入所述载体，并在加入所述载体后，继续搅拌一段时间。

8.根据权利要求7所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：加入所述载体后， 继续搅拌的时间为1h。

9.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中， 将所述油浴装置加热至的所述第一温度为50℃～120℃。

10.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3) 中，加入所述载体的前驱盐溶液在所述第一温度下反应得到所述沉淀物的同时得到上清 液，当所述上清液为无色时，反应结束。

11.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤4) 中，干燥温度为60℃～100℃，干燥时间大于12h；焙烧温度为300℃～500℃，焙烧时间为 2h～8h。

12.根据权利要求3所述的微纳结构铜基催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤5) 中，将所述铜基微结构材料在H₂氛围中进行还原，还原的所述第二温度为200℃～300℃， 还原的时间为2h～12h。

13.一种如权利要求1或2所述的微纳结构铜基催化剂的应用，其特征在于，所述微纳结 构铜基催化剂适用于甲醇的合成反应。

14.根据权利要求13所述的微纳结构铜基催化剂的应用，其特征在于：将所述微纳结构 铜基催化剂置于CO₂及H₂混合气体氛围中反应合成甲醇。

15.根据权利要求14所述的微纳结构铜基催化剂的应用，其特征在于：所述CO₂及H₂混合气体氛围中H₂与CO₂的摩尔比为2～4，质量空速为500mL/gcat/h～4000mL/gcat/h；反 应的压力为3.0MPa～6.0MPa；反应的温度为200℃～260℃。