CO2加氢合成甲醇催化剂的研究进展

徐生杰

（兰州石化职业技术学院，甘肃 兰州 730060）

在不断推进的全球的环境保护举措的不断进程当中，人类对于环境的质量的要求变得越来越高。但是，在工业化进程的不断加快之中，无论是工业污染还是人们的生产生活，都导致了更多的CO2的产生。而作为催化剂的一种的甲醇，可以由二氧化碳以及氢来混合组成。所以，无论是在化学工业研究还是在可持续发展的过程之中，基于环境保护以及全球气候变暖的状况之下，对于这一类型的催化剂的研究在不断的进行。在不断的研究过程下，对于CO2加氢合成甲醇催化剂的研究变得更加的便利了，研究进展也在不断的推进之中。

1 相关催化剂的研究类别

1.1 铜基催化剂

以合成气体为原料的甲醇催化剂是目前大部分以铜为基础的把二氧化碳这种具有严重污染的污染能源，适当以及适量的和氢气进行合成，组合产生催化剂。代表相关的铜基催化剂的生产，已经成为一种以气体合成甲醇的商业催化剂，尤其是在环境保护以及相应的活性性能方面。对于合成之中存在的其他问题，不同的方面产生的问题以及结果也都各不相同。这个问题变得更加复杂，因为二氧化碳气体本身具有一定程度的氧化性。对于不同的研究者来说，观点自然 也就各不相同了，一种观点认为把铜这一种成分从整体的催化剂体系中分离出来是非常的不现实的。但是依然存在着另外一种不同的观点，他们认为不单独的以铜为载体，而是与其他的事物相结合，两者或者多种相辅相成，不单独存在，就是以合作互赢的状态来出现。即使铜是一个独立的活性中心，但是也有作者认为它应该是金属铜的集群，而不是单个的。

1.2 贵金属类的催化剂

贵金属类的相关催化剂也是在CO2加氢合成的过程之中产生的，他与铜类的既有联系，又相互区别。随着科学技术和工业生产不断推进，大量二氧化碳气体被排放到大气中，对人类生活环境造成严重影响。如何消除污染和综合利用污染已经引起了人们的极大关注。二氧化碳这是一个潜在的碳源。甲醇是化学的重要产物。甲醇生产途径的发展：加氢不仅能解决能源问题，而且能缓解“温室效应”，具有重要的经济价值和现实意义。新型催化剂的研制是用共加法合成甲醇的关键技术之一。

2 催化剂性能的研究进程

2.1 方法层面上

二氧化碳加氢对甲醇的反应机理存在一些问题。二是二氧化碳和氢气是直接从二氧化碳中合成甲醇还是间接从二氧化碳中合成甲醇；三是对研究最多的铜基催化剂的反应中心有不同的看法。将一级共沉淀、两级共沉淀和两级共沉淀的复合催化剂标记为，将其对应的沉淀前体标记为。采用下列合成方法制备了复合催化剂。焙烧合成甲醇催化剂与脱水催化剂按照相应的质量比混合，在砂浆中仔细研磨，充分混合后得到复合催化剂，称为干混合方法。悬浮，搅拌，过滤，在水中混合也是重要的方法之一。共沉淀沉积法以及共沉淀浸渍法同样也是在方法层面上进行催化剂性能研究的重要组成部分。

二甲醚是一种很好的氢能载体。它的液化温度比氢气高得多。可在室温、低压下保存。它很容易运输。其转化能消耗远低于氢气压缩或液化，不太可能遇到氢气那样的空气。因此，二甲醚作为氢的载体，比直接使用O更经济、更安全。对于这种类型的能源的研究，运用合适恰当的方法非常的重要，具有相应的重要价值。二氧化碳被氢化为二甲醚作为一种储能方式。

2.2 条件层面上

在催化剂制备过程中，焙烧温度、还原条件和反应条件对催化剂性能有很大影响。条件是有区别的，催化剂是用共沉淀法制备，焙烧温度在三百到五百之间，催化剂活性增加，然后降低，当焙烧温度为三百五十摄氏度时，催化剂活性最佳。采用草酸共沉淀法制备了相应的催化剂。结果表明，焦粒的大小与焙烧过程中的增温速率密切相关，低增温速率有利于小颗粒的生产。在其他的条件基础之上，用同样的方法制备出相应的催化剂，在焙烧过程中使用较慢的升温速率和有氧气氛有利于获得高活性催化剂；还原铜碱催化剂是一种较强的放热过程，在还原过程中容易导致催化剂床温度急剧升高，导致催化剂因烧结而降低活性。铜催化剂通常在较低的温度、较低的氢含量和较长的还原时间下还原和活化。

结果表明，催化剂上的二氧化碳转化率是相对的。当条件变化时，在一定的条件层次之上，有些明显，但是有些就相应的有所不同或者是欠缺，当然，由此所带来的经济与社会效益也就各不相同了。希望将来通过充分利用太阳能，彻底解决廉价氢的来源，最大限度地推广二氧化碳对二甲醚的加氢技术。

2.3 设备层面上

合成催化剂的制备包括甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂的组成以及合成催化剂的形成和活化。由甲醇合成催化剂组分和甲醇脱水催化剂组分组成的，并且从设备的层面之上，充分利用设备方面存在的优势，把二氧化碳和氢两者充分适当的结合。无论是在新设备的运用以及配置催化剂的过程之中，对于新设备的采用，符合时代发展的需求。对二氧化碳这种污染能源的重新的再次运用，无论是对于环境保护还是对于新产品新技术的研发方面都是具有极强的促进作用的。运用新的设备，可以让催化剂的制作与研制变得更加便利。

甲醇这种催化剂的用途非常的具有广泛性。而且，在环境保护的不断推进之中，对于把二氧化碳这类的污染能源的新型利用，进而转化成相应的清洁能源，无论是对于二氧化碳的运用，还是对于环境治理的重要作用都是非常显而易见的。而且可以充分利用二氧化碳作为碳资源，获得大量的化学品，使自然界中的碳能够达到一个良好的风险循环。因此，考虑环境和资源效率，对于这种类型的催化剂的研究就没有停止过。

3 结语

在技术不断进步，科技不断发展的时代，人们对于新科技的研究也在不断地进行之中。对二氧化碳这一存在于我们身边的气体的研究也没有停止过。CO2加氢合成甲醇催化剂，是对CO2以及催化剂研究的一个重要方面，研究进展也是所有科学者的共同努力，所有研究也在不断的进行。