CO₂的潜在用途——作为原料代替CO加氢合成甲醇已经成为催化反应过程中重要的研究领域,在化学工业上和环境领域有着优良的应用前景,也是解决温室效应的一个有效方式。本文研究了铜基催化剂对二氧化碳加氢合成甲醇反应的影响。本文首先以工业催化剂进行反应研究,通过固定床反应器考察了不同反应条件对反应的影响,结果表明,温度、空速、压力、氢碳比的因素对反应都有重要的影响。反应的最佳条件是:反应温度为240℃,反应气的重时空速约为3600h^-1,H₂/CO₂=3。实验采用共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂作为甲醇合成催化剂,并对它们进行了XRD表征及二氧化碳加氢直接合成甲醇的催化反应性能的考察,发现当沉淀剂、溶剂不同时对催化剂的催化性能有较大影响。当焙烧温度为400℃,Cu/Zn比为1时,催化剂性能最佳。实验通过金属氧化物做助剂对铜基催化剂进行了改性,考察了ZrO₂,Ag₂O,La₂O₃,MnO,CeO₂,Fe₂O₃ 6种助剂改性的CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂对CO₂加氢合成甲醇反应的催化性能。采用SEM、BET、XRD、H₂-TPR等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,用ZrO₂或Ag₂O改性CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂后,在240℃、2.0MPa、重时空速3600h^-1、H₂/CO₂=3的反应条件下,CO₂转化率提高了1-2个百分点,甲醇选择性提高了2-5个百分点,甲醇收率提高了近1个百分点。当ZrO₂、Ag₂O添加量的质量分数分别为2%、3%时,CO₂转化率和甲醇的选择性、产率均达到最大。ZrO₂改性增大了CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂的比表面积,提高了催化剂表面Cu物种的分散度;Ag₂O改性可能使CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂产生了新的活性中心Ag⁺。