本发明涉及二氧化碳催化转化的，具体涉及一种负载型纳米铜基催化剂及其制备方法与应用。
背景技术：
1、21世纪化石燃料的过度开采和大量消耗引发了严重的能源和环境危机，同时经济的快速发展使能源需求急剧增长。与此同时，化石燃料的使用过程中不可避免地产生了大量的二氧化碳，进一步导致全球气候变暖和生态危机。利用基于可再生能源的氢气与co2反应制备甲醇是一条重要的途径，但其目前仍受制于催化剂低温活性差、单程转化率低、甲醇选择性低及容易失活等问题。因此，亟需开发新型高效的催化材料以提高反应效率，促进其工业化应用。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的二氧化碳加氢制甲醇用催化剂易失活、二氧化碳转化率低以及甲醇选择性低的问题，提供一种负载型纳米铜基催化剂及其制备方法与应用，该催化剂具有优异的活性和稳定性，能够提高二氧化碳转化率以及甲醇选择性。
2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种负载型纳米铜基催化剂，其中，所述催化剂包括载体以及负载在载体上的铜；
3、所述载体为氮以及任选的氧掺杂的石墨相碳载体；
4、以催化剂总量为基准计，以氧化物计的铜的含量为0.2-2wt％；
5、所述铜在催化剂中的粒径分布不大于2nm。
6、本发明第二方面提供一种负载型纳米铜基催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
7、s1、将载体前驱体进行酸化处理，得到酸化产物；
8、s2、于步骤s1所得酸化产物中加入铜前驱体，后加入碱进行沉淀反应，然后进行焙烧，得到负载型纳米铜基催化剂；
9、其中，所述载体前驱体由含氮有机物提供，焙烧温度为800-1200℃。
10、本发明第三方面提供一种第二方面所述的制备方法制得的负载型纳米铜基催化剂。
11、本发明第四方面提供一种第一方面或者第三方面所述的负载型纳米铜基催化剂在二氧化碳加氢制甲醇反应中的应用。
12、由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的其优点在于：
13、本发明提供的催化剂，选用氮以及任选的氧掺杂的石墨相碳载体作为载体并负载少量的过渡金属铜作为活性金属，过渡金属铜在催化剂中具有良好的分散度，能够提高催化剂的活性和稳定性。
14、本发明提供的方法，利用含氮有机物为载体前驱体，通过高温焙烧(800-1200℃)将其直接转化为含氮以及任选的氧掺杂的石墨相碳载体，与传统方法相比方法相对简单、成本较低。同时掺杂的存在能够有效调节载体的电子结构，加速电荷传输和反应活性中间体迁移。
15、本发明提供的方法，将铜前驱体直接生长于载体之上，通过高温焙烧(800-1200℃)将铜前驱体转化为具有高二氧化碳催化活性的氧化铜，同时形成强金属-载体相互作用，有利于提高活性和稳定性。
16、本发明的应用，选用上述催化剂用于二氧化碳催化转化具有二氧化碳转化活性高及甲醇选择性高优势。
1.一种负载型纳米铜基催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体以及负载在载体上的铜；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以催化剂总量为基准计，氧化物计的铜的含量为1-2wt％；
3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述铜在催化剂中的粒径分布不大于0.5nm；
4.一种负载型纳米铜基催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤s1中，所述含氮有机物选自三聚氰胺、双氰胺和尿素中的至少一种；
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，步骤s2中，所述铜前驱体选自铜的可溶性化合物，优选为硝酸铜、氯化铜和硫酸铜中的至少一种；
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，步骤s2中，所述焙烧于氮气和/或惰性气体下进行，优选于氩气、氦气和氮气中的至少一种中进行；
8.权利要求4-7中任意一项所述的制备方法制得的负载型纳米铜基催化剂。
9.权利要求1-3、8中任意一项所述的负载型纳米铜基催化剂在二氧化碳加氢制甲醇反应中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其中，所述反应在惰性气体存在下进行，所述惰性气体选自氦气、氩气和氖气中的至少一种，优选为氩气；
