由于Cu/ZnO/Al2O3催化剂是合成气生产甲醇的典型工业催化剂，基于Cu/ZnO催化CO2加氢制甲醇的研究非常广泛，包括构建高效催化剂以及活性位结构的研究。由于Cu和ZnO之间的协同作用，Cu/ZnO催化CO2加氢制甲醇时表现出相对较高的甲醇收率，但是其活性位结构仍然存在巨大争议。本文通过制备结构规整、单一的Cu/盘状ZnO模型催化剂(CZ)来简化Cu/ZnO催化剂的结构，通过真实反应条件下的反应性能评价，初步研究了Cu负载量对CZ催化剂催化性能的影响，并重点研究了不同还原气氛诱导Cu负载量为1wt%的CZ催化剂(1CZ)中Cu纳米颗粒(NP)形貌及Cu、Zn物种化学态变化对催化性能的影响，进而揭示催化剂的活性位结构。
　　1)采用水热法合成了盘状ZnO，通过简单的浸渍法得到一系列不同Cu负载量的CZ催化剂，并在压力P=3MPa、温度T=260~300℃、空速GHSV=3600mL?g?1?h?1条件下催化CO2加氢制甲醇。通过增加Cu负载量可以调变催化剂的微观结构，从而得到不同的CO2加氢制甲醇性能。其中，负载量为5wt%的CZ催化剂(5CZ)表现出最高的CO2转化率(9.8%)和甲醇产率(4.3%)。根据TOFCO2、TOFCH3OH和SEM表征提出了三种不同的活性位结构：Cu-ZnO直接接触界面、由Zn迁移引起的ZnOx-Cu界面和ZnOx迁移到单独的CuNPs形成的界面ZnOx-Cu。结合CO2-TPD表征推测Zn迁移到CuNPs表面形成的结构对甲醇的生成起重要作用。
　　2)1CZ催化剂在300℃下不同气氛中还原，然后催化CO2加氢制甲醇。结果表明，通过改变还原气氛可以原位改变CuNPs形貌。5%H2/Ar气氛还原生成了小的不规则球形CuNPs的形成，并伴随大量Zn物种向CuNPs表面迁移，促进了CO2转化和甲醇生成。5%CO/Ar气氛还原则生成了中等尺寸的椭圆形CuNPs的产生，并伴随少量Zn物种向CuNPs表面迁移，导致CO2加氢催化性能变差。Cu/ZnO基催化剂对CO2加氢制甲醇的催化性能具有明显的CuNPs形貌依赖性。
　　3)采用400℃不同气氛还原1CZ催化剂调变关键物种化学态，用于催化RWGS反应与CO2加氢制甲醇反应。在CO2-TPD中，脱附峰β1可归属于CO2在Cu-ZnO直接接触界面的吸附，对应的CO2吸附物种有利于CO及甲醇的生成；而脱附峰β2可归属于CO2在ZnOx-Cu界面的吸附，对应的CO2吸附物种仅有利于甲醇的生成。一方面，高温还原使
　　Cu、Zn化学态发生改变，ZnO部分还原形成ZnOx甚至生成Cu3Zn合金，并且Zn物种迁移到Cu表面形成的ZnOx-Cu界面对CO2吸附活化减弱，导致甲醇产率较低；另一方面，高温还原使催化剂表面拥有更多的缺陷，导致Cu-ZnO直接接触界面对CO2的吸附活化增强，从而导致不同气氛还原后对RWGS反应表现出催化活性的差异。