[发明专利]一种石墨烯负载Cu/ZnO催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种石墨烯负载Cu/ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，催化剂母体的制备：配制氨水溶液备用；将Cu(NO₃)₂•3H₂O、Zn(NO₃)₂•6H₂O配成混合水溶液备用；首先称取石墨烯与去离子水混合，在超声机中超声分散后放入水浴锅中剧烈搅拌，同时滴加Cu(NO₃)₂•3H₂O和Zn(NO₃)₂•6H₂O的混合水溶液、氨水溶液，控制氨水溶液的滴加速度使得反应溶液的pH值稳定在7.0 ± 0.2；加完后，反应溶液在剧烈搅拌下老化后；沉淀经过滤、去离子水洗涤、干燥，将干燥后的样品研磨成粉末，焙烧；将焙烧后的粉末施加压力压成片状、筛分，制成催化剂母体；

步骤2，催化剂母体的活化处理：将催化剂母体在H₂与N₂的混合气中进行还原活化预处理；常压下，从室温程序升温至300℃，此段过程混合气中H₂体积分数为10%；升温至300 ºC后，将混合气中H₂体积分数调整为30%，在300℃下还原4h；得到还原后的催化剂，即石墨烯负载Cu/ZnO催化剂。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯负载Cu/ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，氨水溶液的浓度为0.5mol L^-1；水浴锅的温度为65℃；老化时间为2h；干燥指100ºC下干燥24h；焙烧指在450℃下N₂气氛中焙烧4h；压成片状施加的压力为10MPa；筛分成30-40目的颗粒；步骤2中，从室温程序升温至300℃的升温速率为5℃/min。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯负载Cu/ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，所述石墨烯负载Cu/ZnO催化剂中，Cu的负载量为10wt.%，Cu与ZnO的摩尔比为1:1，其余为载体石墨烯。

4.如权利要求1所述的制备方法制备的石墨烯负载Cu/ZnO催化剂的用途，其特征在于，作为脱氢类催化剂，用于催化甲醇脱氢一步法制备甲酸甲酯；以甲醇为原料，原料经气化后进入装载有石墨烯负载Cu/ZnO催化剂的反应器中反应，在给定温度下连续取样，冷凝收集液相产物；原料甲醇的汽化温度160℃，反应器长度为20cm，内径0.5 cm，石墨烯负载Cu/ZnO催化剂装填量为5g；甲醇的流速为6mL/h，恒流泵打入，无载气，反应在常压下进行，给定温度为240℃，在给定温度下连续取样l h。