[发明专利]一种合成甲醇用的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种合成甲醇用的催化剂及其制备方法，属于碳中和化工催化领域。本发明所述CuAl‑LDH包裹的纳米管In₂O₃催化剂由剥离的CuAl‑LDH与MIL‑68(In)棒衍生的In₂O₃纳米管在水热下后焙烧而得，本发明通过剥离的水滑石与棒状In₂O₃，成功合成了水滑石包覆棒状In₂O₃纳米管。本发明创新地得到的催化剂具有比表面积大、还原能力较好的CO₂加氢催化活性等优点的催化材料，制备方法简单、环境友好、快速高效。

技术领域

本发明属于碳中和化工催化技术领域，具体涉及一种合成甲醇用的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

自工业革命以来，随着社会快速的发展，人类对能源的需求也不断增加，尤其是化石能源。化石能源（主要包括煤、石油以及天然气）作为现代工业和生产的重要资源，已经得到了极其广泛的开发和利用。但是，化石能源使用会产生大量的二氧化碳(CO₂)气体，二氧化碳是温室气体的主要成分，严重影响自然界碳循环的平衡，产生诸多环境问题，特别是温室效应。

传统的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂由于逆水煤气反应（RWGS），导致反应过程中活性组分的烧结，表现出有限的催化活性和选择性。当前，In₂O₃催化剂在CO₂加氢合成甲醇催化剂中具有较高的甲醇选择性，但是其CO₂转化率不高。铜铝水滑石（CuAl-LDH）催化剂在CO₂加氢合成甲醇催化剂中具有较高的CO₂转化率，但是，甲醇选择性不高。现有的In₂O₃基催化剂通过贵金属Pd进行负载，得到较高对CO₂转化率，但由于Pd等金属属于贵金属，抑制了产业化发展。为得到廉价、高催化活性的催化剂，有必要针对CO₂进行催化加氢制备甲醇等高附加值化学产品化学反应开发催化活性更高的催化剂。

发明内容

现有的In₂O₃基催化剂材料在CO₂加氢制备甲醇时具有高选择性，但CO₂转化效率很低。传统提高CO₂转化效率方面，通常选择贵金属负载的方式，且In₂O₃基催化剂材料合成方式多采用传统的固相无序合成，这就使得该材料比表面积较低，在催化过程中，不能充分利用表面的有效活性点位。

针对上述技术问题，本发明提供了一种用于二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂及其制备方法与应用，该催化剂选择廉价的铜铝水滑石（CuAl-LDH）与In₂O₃进行复合，降低催化剂成本与提高催化剂催化活性，同时通过有机MIL-68(In)纳米棒衍生的In₂O₃纳米管材料进行形貌调控，提高材料的比表面和有效活性位点，再选择低廉的传统Cu-Al类水滑石氧化物薄层负载包裹，有效改善催化剂有效催化比表面积， 提高催化活性，从而获得具有高活性、选择性和稳定安全的CO₂加氢制甲醇催化剂材料。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种合成甲醇用的催化剂的制备方法，包括以下步骤：