【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废气治理和催化，具体涉及一种用于烟草业废气治理的双重负载型催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
1、在烟草业的卷烟过程，特别是从烟片到烟丝的制造、存储过程，各工序都会产生不同的异味。该异味主要是废气中的挥发性有机物(voc)组分导致，包括多环芳烃、脂类、醇类、吡嗪类、醛酮类等物质。在卷烟加工过程中，一部分异味气体通过扩散逃逸进入周围环境并进一步在大气环境中扩散，造成无组织排放。烟草业卷烟产生的废气具有排放量大、成分复杂、危害性大等特点，是目前大气污染物治理的重点。
2、目前，国内外针对烟草业废气异味处理的方法主要有化学吸收法、生物法、吸附法、低温等离子法、催化氧化法等。这些方法在原理和设备构造上均有差异，处理效果也各有优劣。化学吸收法是利用化学药剂处理有害气体，适用于气量大、浓度低的废气，但投资和运行成本较高，且容易产生二次污染；生物法利用微生物自身的新陈代谢作用，将废气中的有机气体氧化分解，从而达到去除异味的效果。该方法投资低，但处理速度慢，且微生物对环境变化敏感，处理效果易受环境影响。
3、催化氧化法是在催化剂作用下，将废气中的voc分子催化氧化为无害的二氧化碳和水，净化效率高，无二次污染，是治理废气异味最有效的方法。催化氧化技术的核心是催化剂。当前voc催化氧化的商业催化剂形式主要为蜂窝式，典型地以贵金属pd、pt等为主活性组分，然而由于烟草有机废气成分复杂，尤其是其中含有硫、氯等元素，使得这样的催化剂容易中毒失活，导致催化剂寿命缩短；而其他的非金属催化剂又存在活性低、净化效果差等问题
4、cn110404543a公开了一种复合金属氧化物与四氧化三铁有序排列为特征的voc催化剂及其制备方法，其中以电镀污泥为合成材料，在酸性环境下变换温度压力，在空气和氮气交替变化的氛围下煅烧电镀污泥中的金属元素溶解进入溶液充分发生反应，形成稳定的复合金属氧化物与四氧化三铁有序排列的纳米材料催化剂，利用该催化剂可以使甲苯在330℃左右实现大于98％的转化率，然而该催化剂不仅需要使用特定来源和特定尺寸的复合金属氧化物以及特定尺寸的四氧化铁，而且起活温度偏高，催化剂活性较低；此外该文献未提及催化剂关于抗硫、氯中毒能力以及用于烟草废气治理的任何内容。
5、因此，本领域需要开发适用于烟草业废气治理的新型催化剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有烟草业有机废气中的voc治理催化剂存在的一个或多个问题，例如活性较低、易中毒失活、起活温度偏高等问题。为了寻求适用于烟草业废气治理的高催化氧化活性、抗中毒、持久有效且起活温度更低的新型催化剂，本专利技术人经过深入和广泛研究后发现：(a)通过采用负载型复合物pt/α-fe2o3作为催化剂活性组分负载到复合氧化物载体zrxti(1-x)co1.5o4上，所获得的双重负载型催化剂能够基本上保持该复合氧化物载体的类尖晶石结构，因而具有更大的比表面积而提升对烟草业废气中的voc分子的吸附，同时增大了反应的接触面积而提高了催化氧化活性；(b)所使用的复合氧化物载体对于烟草业废气中的硫(s)、氯(cl)等元素具有优异的抗中毒性能，由此使得所获得的催化剂提升了其抗s和cl中毒性能，因而能够更持久地保持催化氧化活性，即具有更长的催化寿命；(c)相比于单独负载的金属pt，本专利技术使用的活性组分pt/α-fe2o3能够进一步增强活性金属pt在复合氧化物载体(优选具有四棱柱管状)表面上的分散度，使得可以使用更少量的金属pt而保持相当或更高的催化氧化活性；同时，本专利技术的催化剂具有更低的起活温度(例如220℃～250℃)；(d)本专利技术利用特定量的成型助剂可以通过简单的成型工艺将催化剂成型为具有优异抗压强度特定形状(尤其是球形颗粒)，因而能够满足烟草业有机废气中的voc的深度净化；(e)通过添加催化助剂moo3，不仅可以进一步提升催化剂的活性，而且使催化剂能够具有更高的耐热性。
2、基于上述发现，在一个方面，本专利技术提供了一种用于烟草业有机废气治理的双重负载型催化剂，所述双重负载型催化剂包括：(a)0.5～5重量％的负载型活性组分pt/α-fe2o3；(b)0.5～5重量％的催化助剂moo3；(c)1～10重量％的成型助剂sio2；(d)1～10重量％的成型助剂al2o3；和(e)70～97重量％的复合氧化物载体zrxti(1-x)co1.5o4，其中x为0.15～0.25，其中组分(a)～(e)的重量％都是基于所述双重负载型催化剂的总重量的，并且其中基于所述负载型活性组分pt/α-fe2o3的总重量，金属pt的负载量为0.1～5重量％。
3、在优选的实施方案中，组分(a)～(e)的重量％之和为100重量％的所述双重负载型催化剂。
4、在优选的实施方案中，所述复合氧化物载体zrxti(1-x)co1.5o4具有类尖晶石结构。
5、在优选的实施方案中，所述复合氧化物载体zrxti(1-x)co1.5o4为具有类尖晶石结构的四棱柱管状复合氧化物载体。
6、在优选的实施方案中，所述四棱柱管状复合氧化物载体的长度为400nm～500nm并且外径为50nm～120nm。
7、在优选的实施方案中，所述双重负载型催化剂具有球形、椭球形、圆柱形或棱锥形的形状。
8、在优选的实施方案中，所述双重负载型催化剂球形的形状，例如直径为6.2mm～6.8mm的球形。
9、在优选的实施方案中，所述双重负载型催化剂的球形颗粒的抗压强度为75～100n/颗。
10、在另一个方面，本专利技术提供了一种制备上述双重负载型催化剂的方法，所述方法包括：
11、(1)在按化学计量将含钛前体的溶液与含锆前体和钴前体的溶液混合后，用碱性试剂调节至碱性以产生沉淀，然后将通过过滤所得的沉淀干燥，接着进行水热处理，最后将所得的晶体洗涤后于空气氛围中焙烧，由此提供复合氧化物载体zrxti(1-x)co1.5o4；
12、(2)通过商购或者通过常规浸渍法来提供负载型活性组分pt/α-fe2o3；
13、(3)通过商购或者通过将钼前体化合物进行热处理来提供催化助剂moo3；
14、(4)按所需量将以上所得的复合氧化物载体、负载型活性组分和催化助剂混合并在惰性气氛下进行热处理，以获得催化剂前体；和
15、(5)按所需量将得到的催化剂前体与成型助剂sio2和al2o3混合，然后加入粘合剂溶液并在成型机中成型为所需的形状，经干燥并在氮气氛围下在100～450℃焙烧后得到所需的双重负载型催化剂。
16、在优选的实施方案中，在步骤(5)中，通过转盘成型机将所述双重负载型催化剂成型为球形。
17、在优选的实施方案中，在步骤(5)中，焙烧是按照如下方式进行的分段式热处理：在100～120℃保温1～5h后，升温至150～200℃保温1～5h，接着升温至300～400℃保温1～5h，最后升温至420～450℃保温1～5h。
18、在优选的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于烟草业有机废气治理的双重负载型催化剂，所述双重负载型催化剂包括：
2.根据权利要求1所述的双重负载型催化剂，其特征在于，组分(a)～(e)的重量％之和为100重量％的所述双重负载型催化剂。
3.根据权利要求1所述的双重负载型催化剂，其特征在于，所述复合氧化物载体ZrxTi(1-x)Co1.5O4具有类尖晶石结构，优选地为具有类尖晶石结构的四棱柱管状复合氧化物载体；更优选地所述四棱柱管状复合氧化物载体的长度为400nm～500nm并且外径为50nm～120nm。
4.根据权利要求1所述的双重负载型催化剂，其特征在于，所述双重负载型催化剂具有球形、椭球形、圆柱形或棱锥形的形状，优选地具有直径为6.2mm～6.8mm的球形；更优选地所述双重负载型催化剂的球形颗粒的抗压强度为75～100N/颗。
5.一种制备根据权利要求1所述的双重负载型催化剂的方法，所述方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，通过转盘成型机将所述双重负载型催化剂成型为球形。
7.根据权利要求5所述的方法，其
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钛前体包括钛酸四丁酯或钛酸四乙酯；所述锆前体包括氯氧化锆、正丙醇锆或乙酸锆；所述钴前体包括乙酸钴或氯化钴；所述钼前体包括七钼酸铵或乙酸钼。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的双重负载型催化剂用于烟草业有机废气治理的用途，其中利用所述双重负载型催化剂将所述烟草业有机废气中的挥发性有机物催化氧化为二氧化碳和水。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述挥发性有机物包括乙酸乙酯、乙醛和苯甲醛。
...【技术特征摘要】
1.一种用于烟草业有机废气治理的双重负载型催化剂，所述双重负载型催化剂包括：
2.根据权利要求1所述的双重负载型催化剂，其特征在于，组分(a)～(e)的重量％之和为100重量％的所述双重负载型催化剂。
3.根据权利要求1所述的双重负载型催化剂，其特征在于，所述复合氧化物载体zrxti(1-x)co1.5o4具有类尖晶石结构，优选地为具有类尖晶石结构的四棱柱管状复合氧化物载体；更优选地所述四棱柱管状复合氧化物载体的长度为400nm～500nm并且外径为50nm～120nm。
4.根据权利要求1所述的双重负载型催化剂，其特征在于，所述双重负载型催化剂具有球形、椭球形、圆柱形或棱锥形的形状，优选地具有直径为6.2mm～6.8mm的球形；更优选地所述双重负载型催化剂的球形颗粒的抗压强度为75～100n/颗。
5.一种制备根据权利要求1所述的双重负载型催化剂的方法，所述方法包括：
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