[发明专利]一种二氧化碳加氢制甲醇的催化材料及其制备方法

说明书

本发明涉及二氧化碳加氢制甲醇催化材料领域，公开了一种二氧化碳加氢制甲醇的催化材料及其制备方法，该方法包括：(1)在溶剂存在下，将UiO‑66与醋酸铜进行第一接触反应，得到溶液I；(2)将所述溶液I与硼氢化钠进行第二接触反应，得到所述催化材料。本发明提供的二氧化碳加氢制甲醇的催化材料为纳米级的铜纳米晶物种，能够增加铜物种的稳定性以及催化剂催化解离氢以及活化二氧化碳的能力，有利于二氧化碳还原反应的进行。

技术领域

本发明涉及二氧化碳加氢制甲醇催化材料领域，具体涉及一种制备二氧化碳加氢制甲醇的催化材料的方法以及由该方法制备得到的二氧化碳加氢制甲醇的催化材料。

背景技术

具有多孔结构、高耐热稳定性的MOF材料近年来是催化领域的良好载体，而铜基材料由于其独特的氧化还原性能及高催化活性，被广泛用于催化二氧化碳加氢制备甲醇、水煤气的催化变换、有机物的光催化降解和汽车尾气(NO、CO等)消除等的催化反应。

过渡元素Cu的外层电子结构为3d¹⁰4s¹，有+2、+1和0三种化学价态，而且其标准还原电位较低，易实现各化学价态离子间的相互转换，有较强的氧化还原能力。催化反应主要在铜表面上进行，但纯CuO_x氧化物由于其在还原气氛中微观结构极其不稳定，易变成金属铜以及在高温下易烧结造成其比表面积迅速减小，从而造成了催化活性极速降低甚至失活。

发明内容

本发明的目的是为了获得催化性能更好的二氧化碳加氢制甲醇的催化材料，具体地，本发明的目的是为了获得具有优异的二氧化碳转换率以及甲醇选择性的二氧化碳加氢制甲醇的催化材料。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种制备二氧化碳加氢制甲醇的催化材料的方法，该方法包括：

(1)在溶剂存在下，将UiO-66与醋酸铜进行第一接触反应，得到溶液I；

(2)将所述溶液I与硼氢化钠进行第二接触反应，得到所述催化材料。

本发明的第二方面提供由前述方法制备得到的二氧化碳加氢制甲醇的催化材料。

本发明提供的上述制备二氧化碳加氢制甲醇的催化材料的方法成本低，操作简便安全，反应周期短，产品重复性好。

本发明提供的二氧化碳加氢制甲醇的催化材料为纳米级的铜纳米晶物种，能够增加铜物种的稳定性以及催化剂催化解离氢以及活化二氧化碳的能力，有利于二氧化碳还原反应的进行。

具体地，本发明的催化材料成本低，催化活性高，热稳定性高，能够在较低温度下催化还原二氧化碳制备储氢物质：甲醇，在材料研究、二氧化碳催化加氢制备甲醇反应中应用良好。

附图说明

图1为本发明实施例1-4所得产品的XRD谱图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如前所述，本发明的第一方面提供了一种制备二氧化碳加氢制甲醇的催化材料的方法，该方法包括：

(1)在溶剂存在下，将UiO-66与醋酸铜进行第一接触反应，得到溶液I；

(2)将所述溶液I与硼氢化钠进行第二接触反应，得到所述催化材料。

本发明的所述UiO-66也称为Zr-MOF材料。

优选情况下，所述第一接触反应的条件包括：温度为10-40℃，时间为0.1-10h。