本书聚焦C1化学领域的核心难题——合成气一步催化法制乙醇，以太原理工大学煤基能源低碳催化转化团队自主研发的完全液相法为技术核心，系统阐述 Cu基催化剂的制备、改性及 CO加氢性能研究成果。全书以催化剂性能优化为主线，首先剖析完全液相 -溶剂热法制备CuZnAl催化剂的技术原理，深入探讨前驱体结晶度对Cu物种分散状态、物相结构及催化性能的调控机制；针对高乙醇选择性催化剂活性偏低的问题，重点介绍 SBA-15分子筛、碳纳米管两种结构助剂的掺杂改性技术，详细说明助剂加入位置、用量及类型对催化剂物相组成、酸性位点及还原特性的影响规律。
书中整合XRD、BET、H2-TPR等多种表征手段的分析结果，结合浆态床反应评价数据，揭示催化剂结构与乙醇选择性、催化活性之间的构效关系。
本书内容兼具理论深度与实践指导价值，适合从事 C1化学、工业催化、能源化工等领域的科研人员、高校相关专业师生阅读，也可为化工企业从事催化剂开发与合成气转化技术研发的工程技术人员提供参考。

第1章 合成气制乙醇研究基础与进展 // 1
1.1　背景及意义2
1.2　合成气制乙醇的催化剂3
1.2.1 铑基催化剂3
1.2.2 铜基催化剂6
1.3　催化剂制备方法7
1.3.1 沉淀法8
1.3.2 浸渍法8
1.3.3 混合法9
1.3.4 溶胶-凝胶法10
1.3.5 水热/溶剂热合成法11
1.4　CuZnAl催化剂研究及应用11
1.5　本书研究内容12
参考文献13

第2章 实验部分 // 19
2.1　实验设备与试剂20
2.2　催化剂制备21
2.2.1 前驱体制备22
2.2.2 催化剂热处理22
2.3　催化剂性能评价22
2.3.1 催化剂还原和性能测试22
2.3.2 产物分析23
2.3.3 检测结果计算方法23
2.4　催化剂表征24
2.4.1 表征样品制备24
2.4.2 XRD表征25
2.4.3 N2吸附表征25
2.4.4 H2-TPR表征25
2.4.5 NH3-TPD表征25
2.4.6 SEM表征26
2.4.7 XPS表征26

第3章 前驱体结晶度对催化剂结构和性能的影响 // 27
3.1　催化剂制备28
3.2　催化剂表征29
3.2.1 XRD表征29
3.2.2 N2吸附表征33
3.2.3 H2-TPR表征34
3.2.4 NH3-TPD表征35
3.3　CO加氢催化性能36
3.4　本章小结37
参考文献37

第4章 SBA-15辅助制备CuZn基催化剂的研究 // 41
4.1　SBA-15分子筛的制备及表征43
4.2　SBA-15加入位置对CuZnAl催化剂结构和性能的影响44
4.2.1 催化剂制备44
4.2.2 XRD表征45
4.2.3 N2吸附表征47
4.2.4 H2-TPR表征48
4.2.5 NH3-TPD表征49
4.2.6 催化性能评价50
4.3　SBA-15加入量对CuZnAl催化剂结构和性能的影响53
4.3.1 催化剂制备53
4.3.2 催化性能测试53
4.3.3 XRD表征56
4.3.4 N2吸附表征58
4.3.5 H2-TPR表征59
4.3.6 NH3-TPD表征60
4.3.7 SEM表征61
4.4　本章小结62
参考文献63

第5章 碳纳米管辅助制备CuZnAl催化剂的研究 // 65
5.1　羧基化短碳管对CuZnAl催化剂结构和性能的影响67
5.1.1 催化剂制备67
5.1.2 XRD表征68
5.1.3 N2吸附表征69
5.1.4 H2-TPR表征70
5.1.5 NH3-TPD表征71
5.1.6 催化性能评价72
5.2　长碳纳米管加入量对CuZnAl催化剂结构和性能的影响74
5.2.1 催化剂制备74
5.2.2 催化性能评价75
5.2.3 XRD表征78
5.2.4 N2吸附表征80
5.2.5 H2-TPR表征81
5.2.6 NH3-TPD表征82
5.2.7 SEM表征83
5.2.8 XPS表征85
5.3　本章小结86
参考文献87

第6章 结论与建议 // 91
6.1　结论92
6.2　建议94

合成气作为煤炭、天然气及生物质资源转化的关键中间产物，其高附加值利用是实现碳达峰碳中和目标的重要路径之一。在众多合成气转化产物中，乙醇作为清洁燃料、化工原料及燃料电池氢载体，具有极高的经济价值与广阔的应用前景。然而，合成气一步催化法制乙醇面临着产物分布复杂、乙醇选择性低等严峻挑战，使得该技术长期停留在实验室研究阶段，开发高性能催化剂成为突破这一瓶颈的核心和关键。
太原理工大学煤基能源低碳催化转化技术团队自 2005年起便聚焦Cu基催化剂在 CO加氢制低碳醇中的应用研究，创新性地提出完全液相制备技术，成功解决传统制备方法中催化剂活性组分团聚、稳定性差的问题，前期研究已实现乙醇选择性达38.7%的突破。基于此，本书进一步围绕催化剂性能优化展开系统研究，从前驱体本质特性调控到结构助剂掺杂改性，层层深入探索提升乙醇选择性与催化活性的有效路径。
本书共分为6章，分别介绍合成气转化研究背景与进展、完全液相 -溶剂热法制备技术、前驱体结晶度的影响、SBA-15分子筛改性研究、碳纳米管改性研究及构效关系总结。书中内容均源自课题组多年的实验数据与科研积累，力求客观呈现研究过程与成果。
本书研究工作获山西省自然科学研究面上项目（项目编号：202203021211283）资助，同时感谢各位师长与同仁的悉心指导和鼎力支持，感谢山西能源学院的相关保障。
限于作者学识与研究视野，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请相关领域的专家、学者及广大读者不吝赐教，提出宝贵的批评与指正意见。

著者
2026年 3月