[发明专利]一种用于CO2

说明书

本发明公开了一种用于CO₂催化加氢制甲醇的Zn₁Zr₂O₃催化剂的制备方法，涉及催化剂设计领域。本发明包括如下步骤：(1)将摩尔比为1∶2的硝酸锌和硝酸锆前后于室温下溶于去离子水中；(2)将摩尔比为1∶1的氨和无水乙醇混合形成碱液，并将碱液缓慢加入步骤(1)所得混合溶液中；(3)在70～80℃的水浴中搅拌20～30min，并过滤得沉淀，将沉淀置于50～60℃的低温环境进行干燥；(4)干燥后的固体物，于300～350℃煅烧4～6h，即得到Zn₁Zr₂O₃催化剂本发明通过配制特定的碱液，并降低煅烧温度，即可制得在较低催化温度下也具备较高的催化活性的催化剂，且无需负载In，在提高较低催化温度以及常压下的催化活性的前提下，还减少了制备难度，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及催化剂设计领域，具体涉及的是一种用于CO₂催化加氢制甲醇的Zn₁Zr₂O₃催化剂的制备方法。

背景技术

化石燃料的过度消耗引发了人们对环境问题和国家能源安全的担忧，因此，寻求环保可再生的替代燃料的需求越来越高。目前，CO₂作为广泛存在的碳源，在化学工业中起着越来越重要的作用，是很有前途的可再生能源之一。对CO₂进行催化加氢制备甲醇等高附加值化学产品具有极高的经济价值。

现有技术中，可用于CO₂进行催化加氢制备甲醇的催化剂种类繁多，除了TiO₂催化剂，ZnO催化剂也是CO₂进行催化加氢制备甲醇等高附加值化学产品的常见化学催化剂，现有的ZnO催化剂，虽然在对CO₂进行催化加氢制备甲醇等高附加值化学产品的化学反应中表现出了催化活性，但其催化转化率最高不到20％。

鉴于此，人们对基于ZnO的改性催化剂也进行了研究，譬如公开号为CN110052261A、专利名称为一种催化二氧化碳选择性制备甲醇和一氧化碳的固体催化剂及应用的专利申请文件，公开了一种In₂O₃/ZnO-ZrO₂催化剂，该催化剂先是以硝酸锆、氯化锆、氧氯化锆中任意一种或多种与硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中任意一种或多种的混合物在碳酸氨、氢氧化钠、氢氧化钾等组成的碱性体系下反应生成ZnO-ZrO₂，再负载In₂O₃，其中Zn与Zr的摩尔比为1:6～6:1，且以ZnO-ZrO₂的物质的量为100％计，In的负载量为1mol％～15mol％，且优选Zn与Zr的摩尔比为1:1～4:1，以ZnO-ZrO₂的物质的量为100％计，In的负载量为5mol％～10mol％，最终所得In₂O₃/ZnO-ZrO₂催化剂于330℃下，CO₂最高转化率为39.68％，510℃下，CO₂转化率能达67.4％，不难得出，该催化剂的催化活性随着催化温度的升高而提升，但同时，反应温度越高，甲醇的选择性越低，而在较低催化温度下，催化活性较低，不满足当今对节能减排的需求，因此，对用于CO₂进行催化加氢制备甲醇的ZnO催化剂，还有必要进行进一步研究，得到较低催化温度下催化活性更高的ZnO基催化剂，丰富采用CO₂进行催化加氢制备甲醇的催化剂种类。

发明内容

本发明旨在提供一种用于CO₂催化加氢制甲醇的Zn₁Zr₂O₃催化剂的制备方法，在针对CO₂进行催化加氢制备甲醇等高附加值化学产品化学反应中，用解决现有ZnO基催化剂在较低催化温度下催化活性不够高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：