[发明专利]一种二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种二氧化碳加氢合成甲醇催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配制所需摩尔比的Cu、Zn、Al、Zr盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述四种金属离子摩尔量之和相同摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；二者于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6-7，沉淀剂用完后，用剩余的CuZnAlZr盐溶液继续调节pH为此前控制范围值老化0.5-2h，得CuZnAlZr共沉淀前驱体；

或(1)分别配制所需摩尔比的Al、Zr盐水溶液和Cu、Zn盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述四种金属离子摩尔量之和107％摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；AlZr盐溶液先与沉淀剂溶液于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6-7，AlZr盐消耗完后，CuZn盐再与沉淀剂溶液进行共沉淀，继续控制pH为6-7，沉淀剂消耗完开始老化，老化过程中用剩余的CuZn盐调节pH为此前控制范围值老化0.5-2h，得CuZnAlZr共沉淀前驱体；

或(1)配制所需摩尔比的Al、Zr盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述二种金属离子摩尔量之和110％摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；二者于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6-7，沉淀剂用完后，用剩余的AlZr盐溶液继续调节pH为此前控制范围值老化2-1h，所得胶体溶液冷却，静置待用；配制所需摩尔比的Cu、Zn盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述二种金属离子摩尔量之和110％摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；二者于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6-7，沉淀剂用完后，用剩余的CuZn盐溶液继续调节pH为此前控制范围值老化0.5-2h以上，得CuZn共沉淀前驱体；将此前所得的AlZr胶体溶液倒入CuZn前驱体混合液中，搅拌老化0.5-1h以上得CuZnAlZr共沉淀前驱体；

(2)所得CuZnAlZr共沉淀前驱体于60～110℃烘干，300～400℃焙烧2～6h；压片、破碎，筛选40～80目。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳加氢合成甲醇催化剂的制备方法，其特征在于：所用的Cu、Zn、Al盐为硝酸盐、醋酸盐中的一种或二种；Zr盐为硝酸锆或硝酸氧锆中的一种或二种；所用的沉淀剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或二种以上。

3.一种由权利要求1或2任一制备方法制备得到的催化剂，其特征在于：催化剂组成为CuZnAlZr，其中Cu:Zn＝1:2～3:1，Al加Zr摩尔数占总摩尔数的10％～30％，Al:Zr＝9:1～1:9。

4.根据权利要求3所述催化剂，其特征在于：

其典型组成为Cu:Zn:Al:Zr＝60:30:7:3或60:20:10:10。

5.一种权利要求3-4任一项所述催化剂在二氧化碳加氢合成甲醇反应中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于包括如下步骤：二氧化碳加氢合成甲醇的反应在加压固定床连续流动反应器上进行，

二氧化碳加氢合成甲醇的条件为：反应压力2～5MPa，反应温度为180～250℃，空速为1000～6000h^–1，n(H₂):n(CO₂)摩尔比＝1～6。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：应用前，催化剂的还原条件为：以纯氢在200～300℃还原2～12h。