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随着能源和环境压力的日益增大，非石油路线获取液体燃料和大宗化学品已引起世界范围内的广泛重视。其中由合成气直接制甲醇、异丁醇受到特殊关注，其主要原因就是甲醇是比较洁净而相对便宜的理想代用燃料，异丁醇是最好的助溶剂之一。在传统的合成低碳醇的催化剂中，改性的Zn/Cr基催化剂体系可高选择性合成甲醇和异丁醇，因此，本论文以Zn/Cr基催化剂为基础，通过碱金属氧化物改性催化剂以提高催化剂的增链作用，由合成气定向转化制备异丁醇。 本论文系统地考察了不同Zn/Cr摩尔比、不同制备方法、不同煅烧温度等条件对Zn/Cr基异丁醇合成催化剂性能的影响，得到Zn/Cr基异丁醇合成催化剂最佳制备条件。在此条件下，能将异丁醇的选择性提高到24％，甲醇和异丁醇的选择性提高到95％以上，并在此过程中探究出非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O是该催化反应的活性相。主要研究结果如下: 1.不同Zn/Cr摩尔比对催化反应性能的影响 采用共沉淀法制备了一系列不同Zn/Cr摩尔比(ZnO、Zn5Cr1、Zn3Cr1、Zn1Cr1、Zn1Cr3、Cr2O3)的催化剂，用K对其改性后进行异丁醇合成反应。结果表明，催化剂Zn1Cr1合成异丁醇的反应性能最佳。采用BET、XRD、H2-TPR、XPS等手段对上述催化剂进行表征，研究发现，催化剂Zn5Cr1、Zn3Cr1中的结构为非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O和ZnO;催化剂Zn1Cr1中的结构为非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O;催化剂Zn1Cr3中的结构为计量尖晶石ZnCr2O4和Cr2O3。活性最高的催化剂Zn1Cr1中含有最多量的非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O，因此我们可以初步判断，非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O是该催化反应的活性相。 2.不同制备方法对催化反应性能的影响 分别采用共沉淀法、分步沉淀法、机械混合法制备了催化剂Zn1Cr1，用K对其改性后在固定床反应器上进行评价。结果表明，共沉淀法制备的催化剂Zn1Cr1（浸渍3％K2O）合成异丁醇的反应性能最佳。采用BET、XRD、H2-TPR、XPS等于段对上述催化剂进行表征，研究发现，共沉淀法制备的催化剂Zn1Cr1中含有最多量的非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O，分步沉淀法制备的催化剂Zn1Cr1中含有少量的非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O，机械混合法制备的催化剂Zn1Cr1中的结构为ZnO和Cr2O3。共沉淀法制备的催化剂Zn1Cr1中含有最多量的非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O，其催化活性最佳，进一步说明了非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O是该催化反应的活性相。 3.不同煅烧温度对催化反应性能的影响 考察了共沉淀法制备的催化剂Zn1Cr1在不同温度煅烧(300℃、400℃、500℃、600℃、700℃)后对异丁醇合成性能的影响。研究结果表明，400℃煅烧制备的催化剂Zn1Cr1合成异丁醇的反应性能最佳。采用BET、XRD、H2-TPR、XPS等手段对上述催化剂进行表征，发现300℃煅烧的催化剂中ZnO和Cr2O3未完全形成非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O;400℃煅烧的催化剂中形成了最多量的非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O;当温度大于400℃时，随着煅烧温度进一步升高，非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O逐步发生了分解，生成了更多量的ZnO和Cr2O3。400℃煅烧制备的催化剂中含有最多量的非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O，其催化活性也最高，因此非计量尖晶石ZnxCr2/3(1-x)O是该催化反应的活性相。