选择性降低卷烟烟气中CO含量的研究
【摘要】：如何降低卷烟中CO的含量及其有害成分,同时又保持卷烟吸味使消费者得到生理满足,是卷烟设计面临的最大挑战。非贵金属催化剂因具有低温高活性的吸附氧和高温高活性的晶格氧,催化活性接近于贵金属催化剂,原料廉价易得,热稳定性更高,因而引起人们的广泛关注。
依据CO低温催化原理,研制出了适合于烟草工业应用的具有低温催化的非贵金属催化材料,将其添加到卷烟滤嘴中进行降低卷烟烟气中CO的试验研究。本论文具体从以下方面做了研究：
(1)在研究了卷烟烟气中CO的研究现状的基础上,系统地考察了催化剂活性组分、制备方法、活性组分原子配比、焙烧温度等因素对非贵金属催化剂催化性能的影响,确定了催化剂最佳的制备工艺：沉淀氧化法制备的Co3O4/CeO2催化剂降低烟气CO含量的效果最好,当Co：Ce=9：1、反应温度为50℃或60℃,焙烧温度为265℃,焙烧时间为4h、pH在8-11范围内、Na2CO3作为沉淀剂,采用共沸蒸馏技术为最佳实验条件,与对照卷烟相比,卷烟烟气中CO的降低率达到7.56%。在最佳工艺参数条件下进行重复实验,结果表明实验的重现性好,实验效果比较稳定。卷烟烟气中CO的降低率稳定在6%-7%左右。
(2)确定了在滤嘴中分段加入是最适合应用在降低卷烟烟气中CO的工艺添加方式；研究了催化剂添加量对降低卷烟烟气中CO的影响；通过实验表明水分会降低催化剂催化活性,Co3O4/CeO2催化剂具有一定的抗湿稳定性；催化剂经重复使用活性明显下降,在大于或等于300℃下干燥处理,催化剂基本恢复初始的催化活性和选择性,因此催化剂再生后可重复利用。
(3)运用X射线衍射技术(XRD)、比表面测定仪(BET)和程序升温还原(TPR)等表征手段对Co3O4/CeO2催化剂进行晶相结构、比表面积、氧化还原特性的测试。研究发现：Co3O4/CeO2催化剂粒径较小,具有较大的比表面积和较好分散性,具备优良催化剂的特征。
(4)催化剂降低卷烟烟气中CO的机理主要有两个方面：一是复合氧化物催化剂的吸附截留；二是在介孔固体中组装了复合氧化物,这种复合氧化物可使CO在低温下被催化氧化为C02。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TS411
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