Cu/Zn摩尔比对Cu-Zn催化剂CO2加氢制甲醇性能及机制的影响

王海光; 张艳花; 李丽

doi:10.16056/j.2096-7705.2026.03.015

能源研究与管理 ›› 2026, Vol. 18 ›› Issue (3) : 131 -137. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.03.015

Cu/Zn摩尔比对Cu-Zn催化剂CO₂加氢制甲醇性能及机制的影响

王海光, 张艳花, 李丽

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摘要

为明确Cu/Zn摩尔比对纯Cu-Zn催化剂CO₂加氢制甲醇性能及反应机制的影响，本研究聚焦Cu-Zn本征协同作用（排除载体与助剂干扰），开展性能调控分析。以共沉淀法制备Cu/Zn摩尔比分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5的纯Cu-Zn催化剂，通过固定床评价催化性能、采用原位漫反射红外光谱（in-situ DRIFTS）解析反应中间物种与路径，同时进行稳定性测试。结果显示：Cu/Zn=1.5时催化剂性能最优，CO₂转化率达29.8%、甲醇选择性93.8%、收率28.0%，且长期稳定性良好、Cu颗粒烧结程度低。in-situ DRIFTS证实其可高效生成HCOO活性中间物种，促进甲醇生成并抑制CO副产物产生。本研究在无载体Cu-Zn体系中首次建立“Cu/Zn摩尔比-催化剂结构-催化性能-反应机制-稳定性”完整关联，明确纯Cu-Zn体系中Cu/Zn摩尔比的定量调控作用，为简化型催化剂设计优化提供实验支撑。