一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑的製作方法

2023-05-13 22:17:41 2

專利名稱：一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑。
背景技術：
CO是存在於捲菸煙氣氣相中的一種對人體有害的主要成分，捲菸主流煙氣中CO 的含量約為10 2;3mg/支，其中菸草熱裂解產生的CO約30%，菸草燃燒產生的CO約36%， 約23%以上的CO是由CO2與菸草反應而形成。CO與血紅蛋白(Hb)的親合力是氧的250 倍，吸入體內進入血液中的CO與Hb結合形成穩定的碳氧血紅蛋白(COHb)使血紅蛋白不能再與A結合，血液攜氧能力降低，引起組織和器官缺氧，引起心血管疾病，增加中風和心臟病等的發病機率。CO不僅是導致吸菸者血液及心臟病變的一個重要因素，同時也是除菸鹼外的另一個誘使吸菸成癮的原因。在降低CO含量的研究中，是通過在濾嘴中添加有低溫催化氧化作用的添加劑，將捲菸煙氣中的CO催化轉化為CO2，去除CO等有害物質，採用催化氧化方法降低捲菸煙氣中 CO等有害物質將是提高捲菸產品安全性的主要發展方向。菸草行業目前主要使用Pd、Pt、 Au等貴金屬、貴金屬複合材料催化材料等負載於多孔載體上用於降低煙氣CO含量。如在多孔Al2O3載體上負載催化劑鈀鹽、銅鹽等，添加在捲菸濾嘴中(日本專利2000210069)，負載 Pd-Cu催化劑(日本專利60-2對48；3)，以及負載Pt系金屬和過渡金屬成分的催化材料(美國專利5211684)。長沙捲菸廠劉建福等用含納米貴金屬Au，Pt，Pd元素和過渡金屬助劑催化材料製成的複合濾嘴，可使捲菸主流煙氣中CO降低20-45% (中國專利03121750. 8)。綜上所述，目前應用在香菸中用來降低煙氣中一氧化碳量的催化劑的都是含有貴金屬元素的，增加香菸的成本；使用的載體也都是製備好成品的多孔材料，通過浸漬在多孔材料表面負載助劑、活性成分，這樣往往會減小多孔載體的比表面積，甚至會阻塞一些孔道，從而影響催化效能。

發明內容
為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在於提供一種催化劑，用以降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量，提出一步法製備多孔矽鋁氧化物複合材料，材料中只使常見的矽、 鋁、鎂、鈣、銅等，沒有使用Au，Pt，Pd等貴金屬元素。本發明解決技術問題採用如下技術方案—種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，所述催化劑由Si02、Al203、助劑MgO及活性組分CuO組成，所述SW2 Al2O3 MgO的摩爾比為2 0. 5 0.1，所述活性組分CuO佔SW2的質量百分比為0 15%。催化劑的介孔孔徑為3-5nm，表面積不小於 300m2/g，粒度為 20-200 目。催化劑的製備方法按以下步驟進行稱取24g分子量為600的聚乙二醇溶解於50ml乙醇中，加入50ml正矽酸乙酯，形成溶液A ；根據固體組成的摩爾比SiA Al2O3 MgO = 2 0. 5 0. 1，以及催化劑中CuO的百分比含量X稱取相應質量的鎂、鋁、銅的無機鹽溶解於蒸餾水中形成溶液B，然後將A、 B兩種溶液混合攪拌池後，在60°c條件靜置凝膠，乾燥後在300-600°C焙燒2_6小時，冷卻至室溫後粉碎至20-200目。根據上述的催化劑製作的二元複合濾棒，由加催化劑醋酸纖維段和普通醋酸纖維段複合而成，所述加催化劑醋酸纖維段是由催化劑均勻分散在鬆散的醋酸纖維絲束中形成，催化劑添加量為5-30mg;普通醋酸纖維段與加催化劑醋酸纖維段進行複合形成二元複合濾棒，複合時普通醋酸纖維段和加催化劑醋酸纖維段交替排列；且醋酸纖維段與加催化劑醋酸纖維段的長度比為1.5 1，其中普通醋酸纖維段在濾棒的末端，加催化劑醋酸纖維段在濾棒的前端即接觸菸絲。與已有技術相比，本發明的有益效果體現在採用GB/T5606. 5-2005標準測定，添加了本發明的催化劑的濾棒應用於捲菸，可以降低主流煙氣一氧化碳釋放量2-5mg/支，降低率最高可達46%。按照範圍來講，本發明的催化劑應用於捲菸中可以降低主流煙氣中一氧化碳釋放量20-45 %。
具體實施例方式實施例按重量比分別稱取24g分子量為600的PEG溶解於50ml乙醇中，緩慢加入50ml TE0S，形成溶液A ；根據固體組成的摩爾比SiO2 Al2O3 MgO = 2 0. 5 0. 1， 分別稱取41g硝酸鋁(Al (NO3)3 ·9Η20)，2. 56g硝酸鎂(Mg(NO3)2 ·6Η20)溶解於40ml蒸餾水中，形成溶液B，CuO佔SW2的質量百分比X(X = 0,5%,10%,15% )分別稱取相應質量的硝酸銅(Cu (NO3) 2 · 3H20)溶解與溶液B中，完全溶解後將A、B兩種溶液混合，攪拌池後，放入60°C烘箱中一天後形成凝膠，100°C乾燥後在300-600°C焙燒2_6小時，冷卻至室溫後粉碎至20-200目備用。上述催化劑經氮氣吸附脫附分析，結果見表1:表1製備樣品的結構參數
比表面積孔容積.χ rΓ
,2-1、,3 -κ 平均孔徑(nm)_(m "g )_(cm -g )_
催化劑493.060.553.97應用上述催化劑加工成二元複合濾棒，加料醋酸纖維段是使催化劑均勻分散在鬆散的醋酸纖維絲束中，並將添加了催化劑的絲束進行成型加工成指定長度的濾嘴，催化劑添加量為5-30mg。最後普通醋酸纖維段與加料醋酸纖維段進行複合制出二元複合濾嘴，複合時普通醋酸纖維段和加料醋酸纖維段交替排列。二元複合濾嘴分切用於捲菸中，其中的普通醋酸纖維段在捲菸中接觸口腔，加料醋酸纖維段在捲菸中接觸菸絲。其中在每支捲菸中醋酸纖維段與加料醋酸纖維段的長度比為1.5 1。將二元複合濾棒進行捲菸的接裝，按照GB/T5606. 5-2005的標準進行主流煙氣中一氧化碳含量的測試。結果見表2。本發明的捲菸與對照煙相比，可以有效降低捲菸主流煙氣中的一氧化碳釋放量。表2試驗捲菸的檢測結果
權利要求
1.一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特徵在於所述催化劑由Si02、Al2O3、助劑MgO及活性組分CuO組成，所述SiA Al2O3 MgO的摩爾比為 2 0. 5 0. 1，所述活性組分CuO佔SW2的質量百分比為0 15%。
2.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特徵在於，所述催化劑的介孔孔徑為3-5nm。
3.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特徵在於，所述催化劑的比表面積不小於300m2/g。
4.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特徵在於，所述催化劑的粒度為20-200目。
5.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑的製備方法，其特徵在於按以下步驟進行稱取24g分子量為600的聚乙二醇溶解於50ml乙醇中，加入50ml正矽酸乙酯，形成溶液A ；根據固體組成的摩爾比SW2 Al2O3 MgO = 2 0. 5 0. 1，以及催化劑中CuO的百分比含量X稱取相應質量的鎂、鋁、銅的無機鹽溶解於蒸餾水中形成溶液B，然後將A、B兩種溶液混合攪拌後，在60°C條件靜置凝膠，乾燥後在300-600°C焙燒2_6小時，冷卻至室溫後粉碎至20-200目。
6.根據權利要求1所述催化劑製作的二元複合濾棒，其特徵在於所述二元複合濾棒由加催化劑醋酸纖維段和普通醋酸纖維段複合而成，所述加催化劑醋酸纖維段是由催化劑均勻分散在鬆散的醋酸纖維絲束中形成，催化劑添加量為5-30mg ；普通醋酸纖維段與加催化劑醋酸纖維段進行複合形成二元複合濾棒，複合時普通醋酸纖維段和加催化劑醋酸纖維段交替排列；且醋酸纖維段與加催化劑醋酸纖維段的長度比為 1.5 1，其中普通醋酸纖維段在濾棒的末端，加催化劑醋酸纖維段在濾棒的前端即接觸菸絲。
全文摘要
本發明公開了一種降低捲菸主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，所述催化劑由SiO2、Al2O3、助劑MgO及活性組分CuO組成，所述SiO2∶Al2O3∶MgO的摩爾比為2∶0.5∶0.1，所述活性組分CuO佔SiO2的質量百分比為0～15％。本發明的催化劑可以降低主流煙氣一氧化碳釋放量2-5mg/支，降低率最高可達46％。
文檔編號A24D3/14GK102293447SQ20111014678
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月1日 優先權日2011年6月1日
發明者勾萍, 吳振玉, 孔俊, 李村, 王冬梅, 童保雲, 陶正紅 申請人:安徽中煙工業公司