应用Pd/CeO 2 -ZrO 2 -MnO x 储氧材料降低卷烟烟气中CO的研究
发布时间：2020-12-05 14:04
采用浸渍法制备Pd/CeO2-ZrO2-MnOx储氧材料催化剂,并运用扫描电镜和热重-差热技术对催化剂进行表征。考察了Pd/CeO2-ZrO2-MnOx催化剂中MnOx含量、催化剂用量以及催化剂添加位置对卷烟主流烟气中CO去除率的影响,并且初步探究了Pd/CeO2-ZrO2-MnOx催化剂降低CO的催化机理。结果表明:（1）随着MnOx含量的增加,催化剂降低CO的能力逐步增加,最佳量为15%（wt,质量分数,下同）;（2）催化剂用量对降低CO没有明显的影响,最终确定催化剂用量为30mg;（3）将1%Pd/CeO2-ZrO2（摩尔比1∶1）-MnOx（15%）的催化剂添加到烟支前端,CO的去除率最好,可以达到29.62%。
【文章来源】：化工新型材料. 2016年12期 第238-240页 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图２不同放大倍数下催化剂１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ（１５％）的ＳＥＭ图
支前端（２９．６２％）的效果好。这是由于滤嘴和烟叶棒之间位置的温度为常温，达不到ＣＯ催化氧化为ＣＯ２的温度，因此ＣｅＯ２和ＭｎＯｘ没有起到释放氧的效果。只有Ｐｄ起到催化作用，所以ＣＯ的去除率不是很高。２．３ＴＧ－ＤＳＣ分析图３为Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ催化剂的ＴＧ－ＤＳＣ曲线图。由图可知在５０～１００℃范围内出现第一个吸热峰值，这主要是试样吸附周围气氛中Ｏ２、Ｎ２、水分子等气体所致。而在４００～图３Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ催化剂的ＴＧ－ＤＳＣ曲线图６００℃位置存在一个放热峰，这是由ｍ－ＺｒＯ２转变成ｔ－ＺｒＯ２和ＭｎＯ２转变成Ｍｎ２Ｏ３发生晶型转变放出潜热所致。同时在６５０～８００℃出现第二个吸热峰，这属于Ｍｎ２Ｏ３晶格氧脱附释放氧气所致。卷烟燃烧时可达到８００～９００℃，当Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ添加到卷烟前端时，可释放出Ｏ２，有利于卷烟的燃烧和ＣＯ转化为ＣＯ２。３结论合成的１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ催化剂添加在卷烟中可以很好地去除卷烟中的ＣＯ，且催化剂中ＭｎＯｘ的最佳含量为１５％，添加的位置为烟支前端，每支卷烟中添加３０ｍｇ１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ（１５％）的添加剂时，卷烟中ＣＯ的去除率为２９．６２％。参考文献［１］谢剑平，刘惠明，朱茂祥，等．卷烟烟气危害性指数研究［Ｊ］．烟草科技，２００９（
１．３卷烟样品的制备图１为催化剂粉末添加到卷烟中的位置，称取（３０±５）ｍｇ的催化剂手工添加到主要考察的两个部位：烟支前端（ａ）和滤嘴与烟叶棒之间（ｂ）。其中，在滤嘴与烟叶棒之间添加时，首先将滤棒用镊子从烟支中抽取出，添加完催化剂后，再将滤棒复位。添加剂添加的过程中，要不断的震动烟叶棒，使添加剂充分地与烟叶混杂。图１催化剂粉末在卷烟中的添加位置示意图［（ａ）催化剂添加在烟支前端；（ｂ）催化剂添加在滤嘴与烟叶棒之间］２结果与讨论２．１ＳＥＭ分析图２是１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ（１５％）催化剂的ＳＥＭ图片。从图２（ａ）可以看出催化剂的颗粒大小不一，不能明显的看出Ｐｄ负载在催化剂载体的表面；图２（ｂ）可以看出Ｐｄ颗粒很小，均匀负载在载体上。图２不同放大倍数下催化剂１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ（１５％）的ＳＥＭ图［（ａ）１０００倍；（ｂ）１万倍］２．２Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ的催化效果评价２．２．１１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ中ＭｎＯｘ含量对降低卷烟主流烟气中ＣＯ的影响在制备固体混合物载体ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ的过程中，通过调节硝酸锰的含量制备ＭｎＯｘ含量分别为０％、５％、１０％及１５％的催化剂。分别称取３０ｍｇ催化剂添加至烟支前端，ＣＯ测试结果如表１所示。表１１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－Ｚ
【参考文献】：
期刊论文
[1]滤嘴通风对卷烟主流烟气释放量的影响[J]. 赵辉,杨柳,张峻松. 云南化工. 2012(02)
[2]卷烟纸特性和滤嘴通风对卷烟烟气特征的影响[J]. 连芬燕,黄朝章,郑捷琼,林艳. 安徽农业科学. 2012(01)
[3]助燃剂对卷烟纸及卷烟烟气的影响研究[J]. 龚安达,李桂珍,杨绍文,张国强,刘润昌. 应用化工. 2011(03)
[4]用于降低卷烟烟气中CO含量的Pd-Cu/活性炭催化剂[J]. 周国俊,沈凯,储国海,詹望成,郭杨龙. 工业催化. 2011(03)
[5]滤嘴通风对卷烟烟气量的影响研究[J]. 王理珉,张强,孙力,马剑雄. 安徽农业科学. 2010(10)
[6]纳米材料在卷烟降焦减害中应用的研究[J]. 朱智志,张健,纪朋,王军. 农产品加工(学刊). 2010(02)
[7]特殊滤嘴降低卷烟烟气中CO的研究进展[J]. 童保云,李村,吴振玉,张春,高华. 安徽化工. 2009(03)
[8]卷烟烟气危害性指数研究[J]. 谢剑平,刘惠民,朱茂祥,钟科军,戴亚,杜文,谢复炜,缪明明,邓家云,聂聪,邵学广,胡清源,姚小军,李忠,张晓兵. 烟草科技. 2009(02)
[9]柠檬酸钾钠混合盐助燃剂对卷烟主流烟气的影响[J]. 刘志华,崔凌,缪明明,朱自忠,胡群. 烟草科技. 2008(12)
[10]三效催化剂用储氧材料的研究进展[J]. 燕英强,柯秀芳,张仁元. 山西化工. 2007(01)
硕士论文
[1]利用茶叶及提取物降低卷烟危害的研究[D]. 李子坤.江南大学 2007
[2]壳聚糖基金属配合物对CO的吸附性能及其在卷烟中的应用研究[D]. 张志玲.中国农业大学 2005
本文编号：2899567
【文章来源】：化工新型材料. 2016年12期 第238-240页 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图２不同放大倍数下催化剂１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ（１５％）的ＳＥＭ图
支前端（２９．６２％）的效果好。这是由于滤嘴和烟叶棒之间位置的温度为常温，达不到ＣＯ催化氧化为ＣＯ２的温度，因此ＣｅＯ２和ＭｎＯｘ没有起到释放氧的效果。只有Ｐｄ起到催化作用，所以ＣＯ的去除率不是很高。２．３ＴＧ－ＤＳＣ分析图３为Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ催化剂的ＴＧ－ＤＳＣ曲线图。由图可知在５０～１００℃范围内出现第一个吸热峰值，这主要是试样吸附周围气氛中Ｏ２、Ｎ２、水分子等气体所致。而在４００～图３Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ催化剂的ＴＧ－ＤＳＣ曲线图６００℃位置存在一个放热峰，这是由ｍ－ＺｒＯ２转变成ｔ－ＺｒＯ２和ＭｎＯ２转变成Ｍｎ２Ｏ３发生晶型转变放出潜热所致。同时在６５０～８００℃出现第二个吸热峰，这属于Ｍｎ２Ｏ３晶格氧脱附释放氧气所致。卷烟燃烧时可达到８００～９００℃，当Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ添加到卷烟前端时，可释放出Ｏ２，有利于卷烟的燃烧和ＣＯ转化为ＣＯ２。３结论合成的１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ催化剂添加在卷烟中可以很好地去除卷烟中的ＣＯ，且催化剂中ＭｎＯｘ的最佳含量为１５％，添加的位置为烟支前端，每支卷烟中添加３０ｍｇ１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ（１５％）的添加剂时，卷烟中ＣＯ的去除率为２９．６２％。参考文献［１］谢剑平，刘惠明，朱茂祥，等．卷烟烟气危害性指数研究［Ｊ］．烟草科技，２００９（
１．３卷烟样品的制备图１为催化剂粉末添加到卷烟中的位置，称取（３０±５）ｍｇ的催化剂手工添加到主要考察的两个部位：烟支前端（ａ）和滤嘴与烟叶棒之间（ｂ）。其中，在滤嘴与烟叶棒之间添加时，首先将滤棒用镊子从烟支中抽取出，添加完催化剂后，再将滤棒复位。添加剂添加的过程中，要不断的震动烟叶棒，使添加剂充分地与烟叶混杂。图１催化剂粉末在卷烟中的添加位置示意图［（ａ）催化剂添加在烟支前端；（ｂ）催化剂添加在滤嘴与烟叶棒之间］２结果与讨论２．１ＳＥＭ分析图２是１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ（１５％）催化剂的ＳＥＭ图片。从图２（ａ）可以看出催化剂的颗粒大小不一，不能明显的看出Ｐｄ负载在催化剂载体的表面；图２（ｂ）可以看出Ｐｄ颗粒很小，均匀负载在载体上。图２不同放大倍数下催化剂１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ（１５％）的ＳＥＭ图［（ａ）１０００倍；（ｂ）１万倍］２．２Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２－ＭｎＯｘ的催化效果评价２．２．１１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ中ＭｎＯｘ含量对降低卷烟主流烟气中ＣＯ的影响在制备固体混合物载体ＣｅＯ２－ＺｒＯ２（摩尔比１∶１）－ＭｎＯｘ的过程中，通过调节硝酸锰的含量制备ＭｎＯｘ含量分别为０％、５％、１０％及１５％的催化剂。分别称取３０ｍｇ催化剂添加至烟支前端，ＣＯ测试结果如表１所示。表１１％Ｐｄ／ＣｅＯ２－Ｚ
【参考文献】：
期刊论文
[1]滤嘴通风对卷烟主流烟气释放量的影响[J]. 赵辉,杨柳,张峻松. 云南化工. 2012(02)
[2]卷烟纸特性和滤嘴通风对卷烟烟气特征的影响[J]. 连芬燕,黄朝章,郑捷琼,林艳. 安徽农业科学. 2012(01)
[3]助燃剂对卷烟纸及卷烟烟气的影响研究[J]. 龚安达,李桂珍,杨绍文,张国强,刘润昌. 应用化工. 2011(03)
[4]用于降低卷烟烟气中CO含量的Pd-Cu/活性炭催化剂[J]. 周国俊,沈凯,储国海,詹望成,郭杨龙. 工业催化. 2011(03)
[5]滤嘴通风对卷烟烟气量的影响研究[J]. 王理珉,张强,孙力,马剑雄. 安徽农业科学. 2010(10)
[6]纳米材料在卷烟降焦减害中应用的研究[J]. 朱智志,张健,纪朋,王军. 农产品加工(学刊). 2010(02)
[7]特殊滤嘴降低卷烟烟气中CO的研究进展[J]. 童保云,李村,吴振玉,张春,高华. 安徽化工. 2009(03)
[8]卷烟烟气危害性指数研究[J]. 谢剑平,刘惠民,朱茂祥,钟科军,戴亚,杜文,谢复炜,缪明明,邓家云,聂聪,邵学广,胡清源,姚小军,李忠,张晓兵. 烟草科技. 2009(02)
[9]柠檬酸钾钠混合盐助燃剂对卷烟主流烟气的影响[J]. 刘志华,崔凌,缪明明,朱自忠,胡群. 烟草科技. 2008(12)
[10]三效催化剂用储氧材料的研究进展[J]. 燕英强,柯秀芳,张仁元. 山西化工. 2007(01)
硕士论文
[1]利用茶叶及提取物降低卷烟危害的研究[D]. 李子坤.江南大学 2007
[2]壳聚糖基金属配合物对CO的吸附性能及其在卷烟中的应用研究[D]. 张志玲.中国农业大学 2005
本文编号：2899567
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