[发明专利]一种二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂及其制备和应用

摘要

本发明涉及一种二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂及其制备方法和应用。所述的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂组成包括Cu、Zn、Al、Zr。所述的制备方法采用CuZnAlZr盐与沉淀剂并流共沉淀或AlZr与CuZn分步共沉淀，或AlZr与CuZn分别共沉淀再打浆的方法，沉淀后老化的过程中用额外的金属盐溶液严格控制pH。本发明所述的催化剂能有效提高二氧化碳转化率和甲醇收率，且稳定性良好。在相同操作条件下，该催化剂上甲醇的时空产率比经典合成甲醇的CuZnAl催化剂可提高8％～10％。

主权项

1.一种二氧化碳加氢合成甲醇催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制所需摩尔比的Cu、Zn、Al、Zr盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述四种金属离子摩尔量之和相同摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；二者于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6‑7，沉淀剂用完后，用剩余的CuZnAlZr盐溶液继续调节pH为此前控制范围值老化0.5‑2h，得CuZnAlZr共沉淀前驱体；或(1)分别配制所需摩尔比的Al、Zr盐水溶液和Cu、Zn盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述四种金属离子摩尔量之和107％摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；AlZr盐溶液先与沉淀剂溶液于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6‑7，AlZr盐消耗完后，CuZn盐再与沉淀剂溶液进行共沉淀，继续控制pH为6‑7，沉淀剂消耗完开始老化，老化过程中用剩余的CuZn盐调节pH为此前控制范围值老化0.5‑2h，得CuZnAlZr共沉淀前驱体；或(1)配制所需摩尔比的Al、Zr盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述二种金属离子摩尔量之和110％摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；二者于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6‑7，沉淀剂用完后，用剩余的AlZr盐溶液继续调节pH为此前控制范围值老化2‑1h，所得胶体溶液冷却，静置待用；配制所需摩尔比的Cu、Zn盐水溶液，浓度为0.1～0.3mol/L；配制与上述二种金属离子摩尔量之和110％摩尔数相同浓度的沉淀剂水溶液；二者于60～80℃水中进行共沉淀，控制pH＝6‑7，沉淀剂用完后，用剩余的CuZn盐溶液继续调节pH为此前控制范围值老化0.5‑2h以上，得CuZn共沉淀前驱体；将此前所得的AlZr胶体溶液倒入CuZn前驱体混合液中，搅拌老化0.5‑1h以上得CuZnAlZr共沉淀前驱体；(2)所得CuZnAlZr共沉淀前驱体于60～110℃烘干，300～400℃焙烧2～6h；压片、破碎，筛选40～80目。