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低温甲醇合成是热力学有利的反应，催化剂具有关键性的作用。本文对铜基催化剂的低温甲醇合成性能进行了研究，考察了制备条件(摩尔比、沉淀pH、还原温度、添加第三组分等)和反应条件对原料气中CO、CO2的转化行为和甲醇选择性的影响。对催化剂的物相、形貌、还原行为、吸附行为、表面金属分散度等进行了表征。获得的主要研究结论如下：
(1)采用并流共沉淀法在Cu/MgO=3、沉淀pH=10，260℃还原条件下制备的Cu/MgO催化剂，以含2％CO2合成气为原料气，在催化剂用量为4 g、W/F=75 g·h/mol、乙醇为溶剂、423K、5.0MPa评价条件下，原料CO转化率为29.6％，CO2转化率为15.0％，甲醇选择性为100％；催化活性随反应温度、压力升高而增加。添加助剂HCOOK，CO转化率提高到39.1％，但是甲醇选择性为94.1％，副产物为甲酸乙酯，同时形成了CO2。表征结果表明：随着铜含量增加，催化剂的还原温度升高，吸附CO能力增强。
(2)采用并流共沉淀法在Cu/ZnO=1、沉淀pH=8，240℃还原条件下制备的Cu/ZnO催化剂，在典型评价条件下，CO转化率为41.2％，CO2转化率为26.5％，甲醇选择性为94.8％。添加助剂HCOOK，CO转化率提高到52.0％，甲醇选择性为87.0％，同时CO2生成量增加。表征结果表明：随着铜含量增加，催化剂的还原温度升高，吸附CO能力减弱。
(3)Cu/MgO(3∶1)添加第三组分降低了原料转化率。MnO2添加为10wt％时，甲醇选择性为96.5％；MnO2添加使催化剂Cu晶粒减小，CO-TPD峰向低温移动，Cu表面积和分散度降低；ZrO2添加2～10wt％时，对甲醇选择性几乎没影响，ZrO2添加同样使Cu晶粒变小，CO-TPD峰向低温移动，Cu表面积和分散度降低；添加26.7wt％TiO2，促进了Cu还原，增强了对CO的吸附，甲醇选择性从96.2％升高至99.4％。表明Cu作为主要活性组分对低温甲醇合成的催化作用。
(4)Cu/ZnO(1∶1)添加10wt％MnO2，CO转化率从14.1％提高到18.0％，甲醇选择性从90.5％提高到100％，MnO2添加使Cu晶粒减小，促进了Cu还原，提高了Cu表面积和分散度；添加10wt％ZrO2，Cu晶粒减小，Cu表面积和分散度降低，甲醇选择性从94.8％提高至100％，同时加强了水煤气变换反应；添加22.1wt％TiO2，Cu晶粒减小，Cu表面积和分散度提高，增强了对CO的吸附，反应主要产物为甲酸乙酯。