【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种稳定的氧化亚铜表面负载氧化锌的反相金属氧化物催化剂在二氧化碳加氢制甲醇过程中的应用，属于碳中和领域。
技术介绍
1、大气中co2含量的增加和可再生能源技术的发展极大地促进了co2捕集与利用研究的发展。液体产物甲醇具有较高的经济价值，可作为制备精细化工产品的原料。甲醇是重要的基本有机原料，在制造硫酸二甲酯，二甲酸二甲酯，农药以及医药等产品中起到了关键作用。甲醇也是用来生产甲醛，醋酸，甲酸甲酯等精细化工产品的重要原料。在化工、制药、农药、涂料等方面的广泛的用途，极大地促进了甲醇生产的发展和市场需求。因此，co2加氢制甲醇的催化反应备受关注。
2、本专利技术催化剂在催化反应途径和结构上的创新，形成了对co2和h2分子具有优良的活化转化能力，促进了甲醇产物的生成，并降低了对副产物co的选择性。该催化剂应用于co2加氢反应的活性测试结果也表明了本专利技术催化剂相比于金属cu表面负载zno具有更加优异的co2活性和甲醇选择性。可见本专利技术制备的氧化亚铜负载氧化锌的反相金属氧化物催化剂，利用了cu+-o-zn之间的协同效应，有效提高了h2和co2的吸附和活化作用。因此，合成具有高co2转化率和高甲醇选择性的cu-zn催化剂具有重大的意义。
技术实现思路
1、本专利技术针对合成稳定的二氧化碳加氢制甲醇的反相金属氧化物催化剂中cu+在还原性气氛或有水存在的酸性环境中热力学不稳定存在等不足，提供了一种氧化亚铜表面负载氧化锌的反相金属氧化物催化剂，该催化剂为一种新型的co
2、第一方面该反相金属氧化物催化剂在二氧化碳加氢制甲醇过程中的应用，该催化剂填充在固定床反应器中，随后通入摩尔比为co2/h2/n2＝1/(1.0-5.0)/(0.5-5)，混合气体的流速控制在5-100ml/min，通过催化剂固定床反应器进行co2加氢反应，反应温度为180-340℃，反应压力为0.1-5mpa，产物通过气相色谱检测并通过计算获得co2的转化率和甲醇的选择性。
3、第二方面，本专利技术实施例提供一种上述第一方面实施例提供的二氧化碳加氢制甲醇的反相金属氧化物催化剂的制备方法，该制备方法包含以下步骤：
4、步骤1：cu2+前驱体、十八烯酸、无水乙醇和水按质量比例(0.01～5)：(0～10)：(0～10)：(5～20)混合均匀，在(20-35)℃条件搅拌(0.5～6)h。
5、步骤2：步骤1含cu2+溶液、沉淀剂，还原剂和水按质量比例(1～10)：(1～20)：(1～20)：(1～200)混合均匀，在(50～150)℃条件搅拌反应(0.5～20)h，冷却到(20-35)℃，采用水进行多次离心和洗涤，然后在(50～120)℃的真空干燥箱中干燥(5～48)h，得到cu2o。
6、步骤3：将步骤2所得的cu2o、zn2+前驱体和水按质量比例(1～10)：(0.1～2)：(1:10)混合均匀，在(25～150)℃反应(0.5～20)h，然后在(50～120)℃的真空干燥箱中干燥(5～48)h，将干燥后的产物在n2或ar气体气氛下(300～800℃)焙烧以及焙烧时间为1～10h，得到zno/cu2o。
7、可选的，合成的氧化亚铜，可调暴露某一特定晶面，晶体分别体现菱形十二面体(110)，立方体(100)，八面体(111)，尺寸约为0.5～6μm。
8、可选地，步骤1所述cu的前驱体，包括下述化合物中的一种：
9、cucl2·2h2o、cu(ch3coo)2、cuso4、cu(no3)2·3h2o
10、可选地，步骤1所述的还原剂，包括下属化合物中的一种：
11、葡萄糖、l-抗坏血酸、柠檬酸钠
12、可选地，步骤1所述的沉淀剂，为
13、naoh
14、可选地，步骤2中所加入的zn金属前驱体的质量为cu2o质量的0.01～0.2倍。
15、与已有的技术相比，本专利技术实施例提供的方案能够产生如下有益效果：
16、本申请实施例所提供的氧化亚铜负载氧化锌反相金属氧化物结构具有可调的暴露特定的单一晶面的特点；该选择性暴露特定晶面的cu2o结构能够保持cu+的稳定存在，提供有效地cu+-o-zn活性界面，促进反应物co2和h2在表面活性位点的吸附和活化。
17、另外，该实施例提供的制备方法简单，条件温和，容易规模化推广应用。该氧化亚铜负载氧化锌反相金属氧化物的制备原理，首先通过简单的液相还原法制备稳定的暴露某一特定晶面的cu2o，然后在cu2o表面浸渍一层zn2+的前驱体，在n2或者ar气氛下焙烧形成zno/cu2o材料。
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1.一种二氧化碳加氢制甲醇的反相金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述Cu的前驱体为下述化合物中的一种：CuCl2·2H2O、Cu(CH3COO)2、CuSO4、Cu(NO3)2·3H2O。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1所述的还原剂，包括下属化合物中的一种：葡萄糖、L-抗坏血酸、柠檬酸钠。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的沉淀剂为NaOH。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤2中Zn2+前驱体的质量为Cu2O质量的0.01～0.2倍。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可调暴露某一特定晶面，晶体分别体现菱形十二面体(110)，立方体(100)，八面体(111)，尺寸约为0.5～6μm。
7.应用权利要求1-6所述方法所制备的催化剂，其特征在于，在CO2加氢催化反应中的应用，通入摩尔比为CO2/H2/N2＝1/(1.0-5.0)/(0.5-5)，混合气体的流速控制在5-100mL/min，通过催化剂固定
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳加氢制甲醇的反相金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述cu的前驱体为下述化合物中的一种：cucl2·2h2o、cu(ch3coo)2、cuso4、cu(no3)2·3h2o。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1所述的还原剂，包括下属化合物中的一种：葡萄糖、l-抗坏血酸、柠檬酸钠。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的沉淀剂为naoh。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤2中zn2+前驱体的质量为cu2o质量的0....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈标华，张兰，王宁，代成娜，刘宁，徐瑞年，于刚强，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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