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二甲醚(DME)是一种清洁燃料，可以用作民用燃料和动力燃料替代液化气和柴油，同时二甲醚也是一种重要的化学中间体，具有广泛的应用前景。CO2是主要的温室气体，利用CO2加氢合成二甲醚是转化CO2的重要途径，能够减少CO2的环境污染，缓解能源短缺。但是，CO2分子非常稳定，极难转化，研究高效的催化剂和对CO2活化后再进行反应成为CO2转化为高附加值化学品的新方法。 本文研究了CO2加氢转化为二甲醚的Cu-基催化剂的改性，并引入等离子体对反应物进行活化，研究了以下三方面内容: 首先，制备了La、Ce改性的Cu-Fe/HZSM-5复合催化剂，并将其用于CO2加氢合成二甲醚。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等表征方法进行分析。结果表明，与Cu-Fe-Zr催化剂相比，La、Ce能够显著减小Cu外层电子密度，提高Cu-Fe催化剂的还原能力，从而提高二甲醚的选择性。Cu-Fe-Ce催化剂比Cu-Fe-La催化剂具有更大的比表面积。La、Ce促进了CuO的分散，减小了CuO的晶粒尺寸，导致CO2转化率和二甲醚选择性的提高。La、Ce改性的Cu-Fe/HZSM-5催化剂在15h内保持稳定。 其次，采用均匀沉淀法制备了一系列不同CeO2含量的Cu-Fe-Ce催化剂，将其与HZSM-5催化剂机械混合后以CO2加氢合成二甲醚为探针反应考察催化剂的活性和稳定性。CeO2改性Cu-Fe催化剂形成了稳定的固溶体，促进了CuO的分散，减小了CuO的晶粒尺寸，降低了高分散CuO的还原温度，改变了Cu-Fe-Ce催化剂的比表面积。同时，CeO2加入Cu-Fe催化剂能够改变酸量和酸类型，促使CO2加氢合成二甲醚的催化性能提高。在V(H2)/V(CO2)为4，260℃、3.0MPa、1500mL·gcat-1·h-1的条件下，将CeO2含量为3wt％的Cu-Fe-Ce/HZSM-5催化剂用于CO2加氢合成二甲醚反应，CO2转化率、二甲醚选择性分别达到20.9％、63.1％。 再次，在CO2进入固定床反应器前，通过高压放电等离子体使CO2活化后再在CeO2含量为3.0wt％的Cu-Fe-Ce/HZSM-5上进行CO2加氢合成二甲醚反应，并研究了该过程的本征动力学。与单独使用Cu-Fe-Ce/HZSM-5催化剂相比，等离子体活化结合加氢过程时，CO2转化率、二甲醚选择性分别提高了16.3％、10.1％，说明等离子体活化作用提高了CO2的反应性能。本征动力学研究发现，甲醇合成反应、逆水煤气反应、甲醇脱水生成二甲醚反应的活化能分别为149.34kJ·mol-1、75.47kJ·mol-1、73.18kJ·mol-1，比单独使用Cu-Fe-Ce/HZSM-5催化剂时的活化能分别低了13.05kJ·mol-1、46.20kJ·mol-1、13.33kJ·mol-1，表明等离子体活化能够降低催化反应的活化能来提高CO2加氢合成二甲醚的产率。