[发明专利]一种利用蟹壳制备餐饮油烟净化处理催化剂的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种利用蟹壳制备餐饮油烟净化处理催化剂的方法及其应用，涉及油烟废气处理的技术领域，其中，一种催化剂，包括活性组分和负载有催化剂的载体，载体为蟹壳经多重热处理所得产物，载体具有多孔结构，活性组分分散于多孔结构上；所述活性组分包括Fe‑Cu非贵金属氧化物。该催化剂是通过对蟹壳废弃物进行预处理得到第一物质，对所述第一物质进行水热处理得到第二物质，对所述第二物质进行金属离子吸附负载和煅烧制备得到。本发明具有提高对油烟中有机物的吸附能力和催化剂催化活性，进而提高油烟处理效率，且降低催化剂生产成本的效果。

技术领域

本发明涉及一种油烟废气处理的技术领域，尤其涉及一种利用蟹壳制备餐饮油烟净化处理催化剂的方法及其应用。

背景技术

炊事油烟是家庭和餐饮业的主要污染气体。油烟因为在炊事烹饪过程中油脂、食材的高温加热而产生的，通过收集装置将油烟中的部分重质的废油脂、颗粒物分离出来后，大部分轻质油烟被排放至大气中。但是，其中油烟中除了含有部分小颗粒物质外，主要含有各种醛酮酸酯类和苯系化合物等有机物质，会造成大气中VOCs、PM2.5等持久性有机污染物污染，对于油烟污染的治理成为城镇大气环境治理的重要内容。

油烟的净化可以采用冷凝回流、物理吸附、化学吸收、光催化氧化、等离子体分解、臭氧氧化以及催化氧化等技术。其中，催化氧化是一种有效的处理方式，在催化剂的作用使油烟中的有机物发生氧化反应，生成二氧化碳和水，催化剂是催化氧化处理油烟的关键。

载体对于催化剂的催化活性等催化性能具有较大的影响，高活性的催化剂既可以降低氧化反应的温度，也可以提高有机物的转化率。为催化剂选择合适的载体，使得催化剂在载体上具有更好的分散度，也具有良好的吸附有机物的能力，载体与催化剂之间形成良好的协同作用，有利于提高催化效率以及催化剂的使用寿命。

目前，在油烟净化过程中使用Ni、Mo、Co、Mn、Cu以及Fe等非贵金属氧化物作为催化剂的活性成分，其具有成本低、热稳定性好以及耐氯耐硫等优点，但是催化剂的催化活性相对较低，油烟处理效率较低，因此需要加入Pt、Pd等贵金属提高催化活性，生产成本较高。

发明内容

本发明为了提高催化剂的催化活性，进而提高油烟处理效率，且降低催化剂生产成本，提供一种利用蟹壳制备餐饮油烟净化处理催化剂的方法及其应用。

第一方面，本申请提供的一种催化剂采用以下技术方案：

一种催化剂，包括活性组分和负载有催化剂的载体，所述载体为蟹壳经多重热处理后所得的产物，且所述载体具有多孔结构，所述活性组分分散于多孔结构上；所述活性组分包括Fe-Cu非贵金属氧化物。

优选的，所述载体与活性组分的质量比为(5-10):1；优选为(6-7):1；

任选的，所述催化剂的粒度尺寸不大于100μm；

任选的，所述催化剂中Cu和Fe元素的摩尔比为(3-5):1；优选的，所述催化剂中Cu和Fe元素的摩尔比为3:1。

通过采用上述技术方案，使用经多重热处理的蟹壳作为催化剂载体，具有催化作用的活性组分分散于多孔结构载体上；其中，载体上具有丰富的表面官能团可对油烟中的有机物进行吸附，延长有机物在催化剂上的停留时间，使得活性组分与油烟中的有机物充分接触，同时，多孔结构有利于提高催化剂对于油烟有机物的吸附能力和吸附容量，提高了催化剂催化油烟中有机物转化的效率，进而实现更好的油烟处理效果；并且，蟹壳废弃物价格低廉，使用其作为催化剂载体可降低生产成本，具有较好的应用前景；

同时，Cu和Fe形成的复合氧化物具有良好的低温氧化催化活性且价格低廉，使用其作为催化剂的活性组分可以高效率实现对油烟有机物的氧化转化，进而实现较好的油烟废气处理效果。

第二方面，本申请提供的一种催化剂的制备方法采用以下技术方案：