摘要：二氧化碳的资源化利用是缓解温室效应、实现碳循环闭环的重要途径。在众多CO2转化路径中，CO2加氢制甲醇能够将可再生能源储存于液态燃料与化学品中，兼具能源价值与环境价值。铜基催化剂因对C-O键加氢具有独特的选择性、成本相对低廉而成为该反应体系中研究最为广泛的催化材料，但其在反应条件下易烧结、活性组分分散度下降、副产物较多等问题长期制约着工业应用。本文围绕负载型铜基催化剂的构效关系与反应机理展开系统研究。在文献梳理的基础上，本文明确了铜基催化剂的活性中心争议、助剂与载体的作用机制以及反应路径的主要分歧；以Cu/ZnO/Al2O3为参照体系，选取SiO2、ZrO2、ZnO等不同载体与助剂进行对比制备，结合X射线衍射、氮气物理吸附、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、程序升温还原等表征手段，考察铜晶粒尺寸、比表面积、分散度、表面价态与催化性能之间的对应关系；在固定床评价装置上测定不同催化剂的CO2转化率、甲醇选择性与时空收率，并通过产物分布与表征结果的关联讨论反应机理。研究表明，铜比表面积与甲醇时空收率之间存在显著的正相关，载体与助剂通过调控铜的分散状态、界面结构与还原行为影响催化性能；ZnO与ZrO2在促进铜分散、构建铜-载体界面活性位点方面表现突出。本文最后讨论了催化剂稳定性改进、工业放大面临的传热传质问题以及未来研究方向。
关键词：铜基催化剂；二氧化碳加氢；甲醇合成；负载型催化剂；构效关系；反应机理
