一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑及其製備方法
2023-05-13 22:17:11
專利名稱：一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑及其製備方法。
背景技術：
氫氰酸是煙氣中一種主要的有害物質。在香菸煙氣中氫氰酸含量約為30-300 μ g/ 支，是捲菸煙氣中最具纖毛毒性的物質。氫氰酸可誘發多種病症如心腦血管疾病、呼吸道和消化道疾病等。它的毒理主要是導致高鐵型細胞色素氧化酶失活，導致輸氧困難，最終導致人體組織缺氧中毒。提高吸食捲菸的安全性、降低捲菸中的氫氰酸是當前菸草科技研究的一個重要方向，也是維護菸民健康的重要保證。目前，處理氣相中的氫氰酸比較困難，採用的方法一般有物理吸附、化學催化氧化等方法。催化氧化的方法有兩個最大的缺點一是要求較高的溫度(如專利CN1416950A 和CN1462652A，催化溫度要求250-450°C )，這對捲菸來說是個沒有辦法是實現的工藝，而且有可能生成有害的氣態產物；一是使用貴金屬製作成本過高(如專利CN1583257採用了納米金，而且製作過程複雜)，增加捲菸企業產品的成本負擔。而簡單的物理吸附最大的缺點是沒有較好的選擇性，降害效果不明顯、甚至影響捲菸的吸食風味。在吸附法脫除氫氰酸的研究中，國內外對活性炭的研究比較深入。但是活性炭作為捲菸嘴棒的添加劑，在中式捲菸中的應用主要存在兩個問題，一是活性炭在對煙氣氣相組分有效過濾的同時，給煙氣帶來的碳味使吸食者產生不舒服的感覺；其次，活性炭在嘴棒加工製作過程中容易造成環境汙染，有時會汙染工作環境和其它輔料。對吸附材料改性是一種可行方法，CN101336752是在纖維基材內直接添加或吸附鹼性物質，對氫氰酸的脫除不具有選擇性。而在多孔材料中加入有機胺鹼性吸附劑的方法，有可能使有機物揮發而進入煙氣從而影響健康。因此，其它新型吸附材料的開發成為捲菸選擇性降害的重要研究方向。 為了提供一種適合於菸草工業應用的吸附劑，用於降低捲菸主流煙氣中的氫氰酸量。申請人開發出新型多孔無機氧化物複合材料對氫氰酸有較好的吸附去除效果。
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降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑及其製備方法，本發明吸附劑的製備方法簡單，操作方便，成本低。吸附劑具有常溫下可顯著選擇性降低捲菸主流煙氣中氫氰酸(HCN)含量的特點，降低率可達約68.6%， 選擇性降低可達10-；35 %。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氫氰酸的吸附劑，所述吸附劑為摻雜氧化鋁、氧化鎂/ 氧化鈣、氧化銅的多孔二氧化矽複合材料，所述吸附劑中SiA Al2O3 MgO/CaO CuO的摩爾比為2 0. 5 0. 1 X，其中X佔總量的質量百分比為0 15%。所述吸附劑介孔孔徑為3-5nm、比表面積為不小於300m2/g、粒度為20-200目。吸附劑的製備方法，按以下步驟進行按照下列通式組成SiA Al2O3 MgO/CaO CuO的摩爾比為2 0. 5 0. 1 X，其中負載CuO佔總量的質量百分比為0 15wt%，稱取24g分子量為600的聚乙二醇溶解於50ml乙醇中，緩慢加入50ml的正矽酸乙酯，形成溶液A ；根據固體組成的摩爾比SiA Al2O3 MgO/CaO CuO = 2 0. 5 0. 1 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，其中41g硝酸鋁、2. 56g硝酸鎂、3. 38g硝酸銅，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攝氏度環境下焙燒2-6小時，冷卻至室溫後粉碎至20-200目。與已有技術相比，本發明的有益效果體現在本發明吸附劑具有常溫下可顯著選擇性降低捲菸主流煙氣中氫氰酸(HCN)含量的特點，降低率可達約68. 6 %，選擇性降低可達10-35 %。製備方法簡單，操作方便，成本低。以下通過具體實施方式
，對本發明作進一步說明。
具體實施例方式實施例1 分別稱取24g分子量為600的聚乙二醇(PEG)溶解於50ml乙醇中，緩慢加入50ml正矽酸乙酯(TEOS)，形成溶液A，溶液A能生成SiO2 13. 4g，根據固體組成的摩爾比SiA Al2O3 MgO/CaO CuO = 2 0. 5 0. 1 X，複合物中CuO的質量百分比為5%分別稱取相應質量的硝酸鹽溶解於40ml蒸餾水中，具體的量為41g硝酸鋁(Al (NO3)3·9Η20)， 2. 56g硝酸鎂(Mg(NO3)2 · 6H20)和3. 38g硝酸銅(Cu(NO3)2 · 3H20)形成溶液B，完全溶解後將以上兩種溶液混合，攪拌池後，放入60°C烘箱中一天後形成凝膠，100°C乾燥後在550°C 焙燒4小時，冷卻至室溫後粉碎至80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
權利要求
1.一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑，其特徵在於所述吸附劑為摻雜氧化鋁、 氧化鎂/氧化鈣、氧化銅的多孔二氧化矽複合材料，所述吸附劑中S^2 Al2O3 MgO/ CaO CuO的摩爾比為2 0. 5 0. 1 X，其中X佔總量的質量百分比為0 15%。
2.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑，其特徵在於，所述吸附劑介孔孔徑為3-5nm。
3.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑，其特徵在於，所述吸附劑比表面積為不小於300m2/g。
4.根據權利要求1所述的一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑，其特徵在於，所述吸附劑粒度為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氫氰酸的吸附劑的製備方法，其特徵在於按以下步驟進行按照下列通式組成SiA Al2O3 MgO/CaO CuO的摩爾比為 2 0.5 0. 1 X，其中負載CuO佔總量的質量百分比為0 15wt%，稱取Mg分子量為 600的聚乙二醇溶解於50ml乙醇中，緩慢加入50ml的正矽酸乙酯，形成溶液A ；根據固體組成的摩爾比SiA Al2O3 MgO/CaO CuO = 2 0. 5 0. 1 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，其中41g硝酸鋁、2. 56g硝酸鎂、3. 38g硝酸銅，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攝氏度環境下焙燒2-6小時，冷卻至室溫後粉碎至20-200目。
全文摘要
本發明公開了一種降低捲菸主流煙氣中氫氰酸的吸附劑及其製備方法，所述吸附劑為摻雜氧化鋁、氧化鎂/氧化鈣、氧化銅的多孔二氧化矽複合材料，所述吸附劑中SiO2∶Al2O3∶MgO/CaO∶CuO的摩爾比為2∶0.5∶0.1∶X，其中X佔總量的質量百分比為0～15％。本發明吸附劑具有常溫下可顯著選擇性降低捲菸主流煙氣中氫氰酸(HCN)含量的特點，降低率可達約68.6％，選擇性降低可達10-35％。
文檔編號A24D3/06GK102273730SQ201110146798
公開日2011年12月14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