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CO2作为最重要和含量最大的温室气体，主要由矿物燃料燃烧所产生。CO2等温室气体所产生的温室效应已经对人类的生存环境构成了威胁。为了避免温室效应给环境所带来的不可逆的损害，全球范围内许多科学家正努力研究能够进行“CO2循环”的方法。在这些通过“CO2循环”来减少碳排放量的方法当中，把CO2作为反应物通过加氢反应合成有用化合物质具有非常诱人的前景。要实现CO2的循环利用，催化剂的研发是一个关键步骤。CO2加氢合成甲醇作为当前CO2化学的研究热点，一直受到各国科研人员的关注。目前报道较多的CO2加氢合成甲醇催化剂是Cu基（尤其是Cu-ZnO-基和Cu-ZnO-ZrO2-基）催化剂；贵金属基催化剂，如Pd基催化剂对CO2加氢合成甲醇也具有较高的催化活性和选择性。工业上除了考虑催化剂的活性以及选择性之外，还得考虑反应过程中的能耗问题。因此，如何获得既具有较高活性，又能降低能耗的CO2加氢合成甲醇催化剂是这一领域的关键技术。另外，碳纳米纤维（CNFs）作为一种新型的纳米材料，近年来正日益引起科学界的关注。CNFs是一种具有纳米尺寸的碳纤维，在结构上与中空的石墨纤维相类似。CNFs具有优良的物理化学性质，如相当大的长径比，高比表面积，高机械强度和高电导率等，被认为是在科技领域具有广阔应用前景的一种新型材料。目前报道的制备CNFs的方法主要是以碳氢化合物或CO为碳源，以Ni，Co，Fe，Cu等过渡金属和它们的合金作为催化剂。这些金属催化剂一般为纳米尺寸的粉末颗粒。以CO2这种廉价的气体为碳源通过加氢合成CNFs在文献上还鲜有报道，因此探讨从CO2出发制备CNFs具有一定的理论意义和现实价值。结构化催化剂是一种具有广泛应用的催化剂，它具有几何比表面积大、热传递性能好、机械性能好、压降低等优点，用于化工领域中的传质和传热过程，可以大大提高热效率，减少能量损失，减小反应器尺寸，对于节能减排具有重要意义。本文以海绵镍（SN）为基础制备了两种CO2加氢结构化催化剂，分别进行了CO2加氢合成甲醇和CO2加氢合成CNFs的研究，取得了以下成果：1. CO2加氢合成甲醇的研究以海绵镍为结构化载体，通过涂层和湿法浸渍制备了CO2加氢合成甲醇的催化剂Cu-ZnO/ZrO2/Al2O3/SN。实验表明，在制备催化的过程中加入的聚乙烯醇（PVA）的含量为4wt%时，包裹在海绵镍骨架的Al2O3层的粘附性能最佳，采用该工艺条件制备的结构化催化剂能很好地保持海绵镍的骨架结构。催化剂的煅烧温度和金属原子比对催化剂的性能具有一定的影响，当催化剂的煅烧温度为623K，金属原子比Cu/Zn/Zr=3:2:1时，催化剂具有较高活性。在反应温度为513K、反应压力为3.0MPa、空速为5600mL h-1 g-1cat的优化工艺条件下，甲醇的时空收率（STY）值为0.071gCH3·OHgcat-1·h-1，甲醇的选择性SCH3OH为28%。2. CO2加氢合成CNFs的研究以海绵镍为催化剂，通过CO2加氢在常压下制备CNFs。反应开始前催化剂在973K温度下氧化1h，然后通入CO2/H2（1:3，摩尔比）合成气进行反应，反应气流速为30mL/min。在反应温度为773K下催化剂具有最佳活性，此时时空收率（STY）为0.01gcarbon·gcat-1·h-1。实验通过SEM、HRTEM、EDS和XRD的手段对反应产物进行表征。结果发现，本方法所制备的CNFs覆盖于海绵镍的骨架上，具有多向生长形态，直径大约200nm，属于鱼骨状碳纳米纤维。