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近年来,由于油气田和煤田的大量开采,世界人口的增加,森林面积的减少和土地的沙漠化,扰乱了二氧化碳的自然循环,造成二氧化碳的积累。由此引起的温室效应受到了人们的普遍关注。因此,二氧化碳利用和固定是一项对人类具有重大战略意义的课题。而二氧化碳催化加氢合成甲醇及低碳醇是有效利用二氧化碳的重要途径。本文通过改性Cu/Zn/ZrO2催化剂,研究CO2加氢合成低碳醇性能,对于二氧化碳排的资源化利用具有重要意义。通过Fe改性Cu/Zn/ZrO2催化剂制备一系列不同Fe含量的Cu/Zn/Fe/ZrO2二氧化碳加氢合成低碳醇催化剂。使用XRD、N2吸附/脱附、H2-TPR、CO2-TPD等表征手段测定了催化剂的物相结构、比表面积和孔径参数、催化剂中活性组分的氧化还原性能、催化剂对二氧化碳的吸附能力,并对CO2加氢合成低碳醇的催化性能进行了评价。研究发现,当Fe的加入量为催化剂质量的6%时,铜锌铁锆之间的协同作用最强,催化剂表现出较高的催化活性,CO2的转化率和醇的时空转化率分别为24.15%和0.24g/ml-h。通过表征发现,XRD衍射峰越弥散、宽化,还原温度较低,CO2的吸附能力增强,催化剂的活性就越高。为了进一步提高Cu/Zn/Fe/ZrO2催化剂二氧化碳加氢合成低碳醇的性能,分别加入稀土氧化物(La2O3、CeO2)、过渡金属氧化物(MnO2)以及碱金属氧化物(K2O)助剂对Cu/Zn/Fe/ZrO2二氧化碳加氢合成低碳醇催化剂进行改性研究。研究发现：当La2O3的加入量为催化剂质量的2%时,催化剂的催化效果最好,此时CO2转化率为26.17%,醇的时空转化率为0.26g/ml-h;当CeO2的加入量为催化剂质量的4%时,催化剂的催化效果最好,此时CO2转化率为23.14%,醇的时空转化率为0.27g/ml·h。由此可见,加入适量稀土金属氧化物对Cu/Zn/Fe/ZrO2催化剂进行改性,可以提高合成低碳醇的活性,调变催化剂的选择性,提高醇类的时空转化率和醇的分布。过渡金属氧化物MnO2的加入也一定程度上改变了Cu/Zn/Fe/ZrO2二氧化碳加氢合成低碳醇的活性,表现出随着MnO2的加入,催化剂的XRD衍射峰变得弥散、宽化,催化剂的还原峰向高温移动,催化剂的还原变得困难。当MnO2的含量为2%时,催化剂的活性较好,CO2的转换率和醇的选择性分别为29.07%和0.26g/ml-h。碱金属氧化物的加入使Cu/Zn/Fe/ZrO2催化剂的CO2的脱附峰数目增多,表明随着K20含量的不断增加催化剂的活性中心增多,这样有利于提高催化剂的反应活性。当K2O的加入量为5%时,CO2的转化率虽然只有20.49%,但醇的时空转化率高达0.32g/ml-h。综上所述,经过K改性后的催化剂有最高的CO2转化率和醇的时空转化率。