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CO2是自然界丰富的碳资源,研究和开发CO2的固定化技术是现代化学工业中重要的研究课题之一。其中,CO2加氢合成甲醇是有效利用CO2的一个重要途径,虽然近几年来在改善催化剂性能方面有所进展,但由于热力学平衡的限制,CO2的转化率和甲醇的选择性较低。鉴于此,一些研究者将注意力集中到甲醇的下游产品,例如二甲醚的研究上。利用工业排放的CO2催化加氢合成二甲醚是一种新的应用途径,不仅能够减轻CO2对大气环境的污染,还能够得到用途广泛的化工产品和燃料——二甲醚,尤其是对副产CO2和H2的石油化工厂而言,该过程具有显著的环境和经济效益。扬子石化公司烯烃厂在环氧乙烷生产中每年排放到大气中的高纯度CO2（纯度﹥99%）高达10多万吨。为开发利用这一资源,减少CO2对大气的污染,南京工业大学在2001～2004年与扬子石化公司合作,共同开展利用工业排放的CO2废气加氢合成二甲醚的研究,本论文是该项研究工作的主要内容。论文首先采用Peng-Robinson状态方程对CO2加氢合成二甲醚这一复杂反应体系进行了热力学分析,考察了反应温度、压力、氢碳比以及进料气中混入的水蒸气、CO、惰性气体等对热力学平衡的影响。研究发现,适当降低温度、增大反应压力、提高氢碳比有利于提高CO2平衡转化率和二甲醚选择性。原料气中水含量的增大可显著降低CO2平衡转化率和二甲醚选择性。提高进料气中CO含量,可改变逆水汽变换反应方向,使CO2转化率显著降低,二甲醚收率上升。进料气中少量惰性气体对CO2转化率和二甲醚选择性的影响不显著。计算结果为CO2加氢合成二甲醚催化剂研究方向和选择适宜的工艺条件提供了依据。CO2加氢合成二甲醚的双功能催化剂由甲醇合成和甲醇脱水组分复合组成,只有当两种活性组分“协同催化”时,方能充分发挥催化剂的整体功能。针对这一催化特性,论文采用市售Cu-ZnO-Al2O3催化剂作为甲醇合成组分,以HZSM-5、H-Mordenite、SAPO-34、H-Y、γ-Al2O3、SiO2-Al2O3和几种负载型杂多酸等固体酸作为脱水组分,采用物理混合的方法制备了CO2加氢合成二甲醚的双功能催化剂,并用XRD、H2-TPR、NH3-TPD、Hammett指示剂法等手段进行了表征。研究发现,CO2的转化率与固体酸的酸性无关,二甲醚的选择性取决于固体酸的酸量和酸强度,脱水步骤发生在固体酸的中/强酸性位上。在所选择的几种固体酸中,低硅铝比的HZSM-5是CO2加氢合成二甲醚催