[发明专利]一种Cu/ZnO-ZrO2固溶体催化剂及其辉光放电等离子体辅助制备方法与应用

权利要求书

1.一种Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将Cu(NO₃)₂·3H₂O、Zn(NO₃)₂·6H₂O和Zr(NO₃)₄·5H₂O溶于去离子水，配制金属硝酸盐混合溶液，并使其完全溶解混合；

(2)在70℃反应温度下将步骤(1)得到的金属硝酸盐混合溶液与Na₂CO₃溶液滴加入反应容器中，搅拌，滴定完毕后，维持恒温，搅拌，静置老化，然后离心过滤，用去离子水洗涤得到固体沉淀；

(3)将步骤(2)得到的固体沉淀进行干燥处理，得到铜掺杂的锌锆固溶体催化剂前驱体；

(4)将步骤(3)得到的催化剂前驱体研磨至粉末状，然后放入辉光放电等离子体设备中进行等离子体处理；

(5)将步骤(4)中得到的处理好的样品放入管式炉中焙烧，得到Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂母体。

2.根据权利要求1所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，各组成按摩尔比要求Cu/(Cu+Zn+Zr) =5%、Zn/(Cu+Zn+Zr) =19% 和Zr/(Cu+Zn+Zr) =76%。

3.根据权利要求1所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，Na₂CO₃溶液的浓度为0.5～1mol/L，金属硝酸盐混合溶液与Na₂CO₃溶液滴加入反应容器的方式为并流滴加，搅拌方式为磁力搅拌，保持滴定终点pH=7～8，静置时间为2～4h。

4.根据权利要求1所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，离心时离心机的转速为8000～12000r/min，去离子水洗涤固体沉淀次数为3～5次。

5.根据权利要求1所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，干燥温度为80～120℃，干燥时间为12h。

6.根据权利要求1所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，催化剂前驱体研磨后还需要继续筛分，筛分目数为60～80。

7.根据权利要求1所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中使用的辉光放电等离子体设备功率为300～400W，输出电压为300～400V，电流为0.5～1.2A，等离子处理时间为每5min一次，处理方式为间歇处理。

8.根据权利要求1所述的Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，所述焙烧时间为3h，焙烧温度为450～550℃。

9.一种由权利要求1～8任一项所述Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂的辉光放电等离子体辅助制备方法得到的Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂。

10.权利要求9所述的Cu/ZnO-ZrO₂固溶体催化剂在二氧化碳加氢制备甲醇中的应用。