[发明专利]In2

说明书

本发明涉及加氢催化剂领域，尤其涉及一种In₂O₃‑GO复合催化剂及其制备方法和应用；该复合催化剂通过沉淀法制备，总重量为100wt％计，包括：85wt％至98wt％的In₂O₃；2wt％至15wt％的GO；其制备方法包括：将GO加入去离子水中稀释后超声，将金属铟盐配制成溶液，将其混合并超声后加热并搅拌形成沉淀物并经过滤、洗涤干燥和煅烧。本发明的复合催化剂在低温时对副反应抑制作用更为显著；GO的加入不仅减小了催化剂的尺寸，还使部分立方相In₂O₃转化为六方相In₂O₃，提高了表面氧空位的相对浓度，使得加氢反应中CO₂转化率高达29.4％，甲醇选择性高达98.3％。

技术领域

本发明涉及加氢催化剂领域，尤其涉及一种In₂O₃-GO复合催化剂及 其制备方法和应用。

背景技术

二氧化碳的过量排放是造成全球变暖和极端气候的原因之一。二氧 化碳捕集、固定与利用技术(CCUS)因有可能缓解大气中二氧化碳含量 持续升高这一现状而受到广泛关注。CO₂加氢制甲醇是目前最受欢迎的反 应，捕集的CO₂与太阳能中获得的H₂结合后得到甲醇燃料，这能够将温 室气体CO₂转化为有价值的可再生碳源。甲醇作为一种最基础的能源化 工原料，可用于生产甲醛、甲酸、甲酸甲酯和二甲醚。其消费量在世界 基础化工原料中仅次于乙烯、丙烯和苯。

CO₂加氢制甲醇是放热反应(ΔrH(298K)＝-49.0kJ/mol)，该反应 在低温下受动力学限制，在高温下受热力学限制，导致甲醇理论产率较 低。例如，Cu/ZnO/Al₂O₃三元催化剂已经被应用于工业合成气制甲醇反 应(5-10MPa，200-270℃)中以试图解决该问题。由于逆水煤气变换 (RWGS)和甲烷化等副反应，导致Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂上的甲醇选择性 仅为40％左右。在所研究的Cu基催化剂中仅有少量催化剂，例如 LaCr_0.5Cu_0.5O₃、Cu-Ga/ZnO和Cu@ZnO对甲醇具有高选择性，但它们的 稳定性还尚未评估。

许多研究者试图寻找新的催化剂，例如Cu/CeO₂催化剂、Pd/Ga₂O₃催化剂、Pd/CeO₂催化剂和In₂O₃催化剂在CO₂加氢制甲醇的反应中均显 示了的良好活性。尤其是氧化铟和含铟金属合金(Sci.Adv.2020,6,1-11) 在催化CO₂加氢制甲醇的体系中对甲醇具有较高选择性。但是，In₂O₃催 化剂上的CO₂转化率较低。因此，在较高甲醇选择性下提高CO₂在In₂O₃催化剂上的转化率是一个极具吸引力的研究方向。例如：

Sun等人(Green Chem.,2020,22,5059-5066)采用沉淀法制备了 Pt/In₂O₃催化剂，反应温度为275℃时，In₂O₃催化剂的CO₂转化率和甲醇 选择性分别为5％和72％，在相同反应条件下Pt/In₂O₃的CO₂转化率和甲 醇选择性分别为12％和74％，Pt在In₂O₃上分散后能够使得CO₂加氢活 性大幅度提高。