專(zhuān)利名稱(chēng)：一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑。
背景技術(shù)：
CO是存在于卷煙煙氣氣相中的一種對(duì)人體有害的主要成分，卷煙主流煙氣中CO 的含量約為10 2;3mg/支，其中煙草熱裂解產(chǎn)生的CO約30%，煙草燃燒產(chǎn)生的CO約36%， 約23%以上的CO是由CO2與煙草反應(yīng)而形成。CO與血紅蛋白(Hb)的親合力是氧的250 倍，吸入體內(nèi)進(jìn)入血液中的CO與Hb結(jié)合形成穩(wěn)定的碳氧血紅蛋白(COHb)使血紅蛋白不能再與A結(jié)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(fēng)和心臟病等的發(fā)病機(jī)率。CO不僅是導(dǎo)致吸煙者血液及心臟病變的一個(gè)重要因素，同時(shí)也是除煙堿外的另一個(gè)誘使吸煙成癮的原因。在降低CO含量的研究中，是通過(guò)在濾嘴中添加有低溫催化氧化作用的添加劑，將卷煙煙氣中的CO催化轉(zhuǎn)化為CO2，去除CO等有害物質(zhì)，采用催化氧化方法降低卷煙煙氣中 CO等有害物質(zhì)將是提高卷煙產(chǎn)品安全性的主要發(fā)展方向。煙草行業(yè)目前主要使用Pd、Pt、 Au等貴金屬、貴金屬?gòu)?fù)合材料催化材料等負(fù)載于多孔載體上用于降低煙氣CO含量。如在多孔Al2O3載體上負(fù)載催化劑鈀鹽、銅鹽等，添加在卷煙濾嘴中(日本專(zhuān)利2000210069)，負(fù)載 Pd-Cu催化劑(日本專(zhuān)利60-2對(duì)48；3)，以及負(fù)載Pt系金屬和過(guò)渡金屬成分的催化材料(美國(guó)專(zhuān)利5211684)。長(zhǎng)沙卷煙廠劉建福等用含納米貴金屬Au，Pt，Pd元素和過(guò)渡金屬助劑催化材料制成的復(fù)合濾嘴，可使卷煙主流煙氣中CO降低20-45% (中國(guó)專(zhuān)利03121750. 8)。綜上所述，目前應(yīng)用在香煙中用來(lái)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，增加香煙的成本；使用的載體也都是制備好成品的多孔材料，通過(guò)浸漬在多孔材料表面負(fù)載助劑、活性成分，這樣往往會(huì)減小多孔載體的比表面積，甚至?xí)枞恍┛椎?，從而影響催化效能?br>
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種催化劑，用以降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量，提出一步法制備多孔硅鋁氧化物復(fù)合材料，材料中只使常見(jiàn)的硅、 鋁、鎂、鈣、銅等，沒(méi)有使用Au，Pt，Pd等貴金屬元素。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案—種降低卷煙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占SW2的質(zhì)量百分比為0 15%。催化劑的介孔孔徑為3-5nm，表面積不小于 300m2/g，粒度為 20-200 目。催化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行稱(chēng)取24g分子量為600的聚乙二醇溶解于50ml乙醇中，加入50ml正硅酸乙酯，形成溶液A ；根據(jù)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(chēng)取相應(yīng)質(zhì)量的鎂、鋁、銅的無(wú)機(jī)鹽溶解于蒸餾水中形成溶液B，然后將A、 B兩種溶液混合攪拌池后，在60°c條件靜置凝膠，干燥后在300-600°C焙燒2_6小時(shí)，冷卻至室溫后粉碎至20-200目。根據(jù)上述的催化劑制作的二元復(fù)合濾棒，由加催化劑醋酸纖維段和普通醋酸纖維段復(fù)合而成，所述加催化劑醋酸纖維段是由催化劑均勻分散在松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(jìn)行復(fù)合形成二元復(fù)合濾棒，復(fù)合時(shí)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(zhǎng)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煙絲。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在采用GB/T5606. 5-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，添加了本發(fā)明的催化劑的濾棒應(yīng)用于卷煙，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(dá)46%。按照范圍來(lái)講，本發(fā)明的催化劑應(yīng)用于卷煙中可以降低主流煙氣中一氧化碳釋放量20-45 %。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例按重量比分別稱(chēng)取24g分子量為600的PEG溶解于50ml乙醇中，緩慢加入50ml TE0S，形成溶液A ；根據(jù)固體組成的摩爾比SiO2 Al2O3 MgO = 2 0. 5 0. 1， 分別稱(chēng)取41g硝酸鋁(Al (NO3)3 ·9Η20)，2. 56g硝酸鎂(Mg(NO3)2 ·6Η20)溶解于40ml蒸餾水中，形成溶液B，CuO占SW2的質(zhì)量百分比X(X = 0,5%,10%,15% )分別稱(chēng)取相應(yīng)質(zhì)量的硝酸銅(Cu (NO3) 2 · 3H20)溶解與溶液B中，完全溶解后將A、B兩種溶液混合，攪拌池后，放入60°C烘箱中一天后形成凝膠，100°C干燥后在300-600°C焙燒2_6小時(shí)，冷卻至室溫后粉碎至20-200目備用。上述催化劑經(jīng)氮?dú)馕矫摳椒治?，結(jié)果見(jiàn)表1:表1制備樣品的結(jié)構(gòu)參數(shù)
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(yīng)用上述催化劑加工成二元復(fù)合濾棒，加料醋酸纖維段是使催化劑均勻分散在松散的醋酸纖維絲束中，并將添加了催化劑的絲束進(jìn)行成型加工成指定長(zhǎng)度的濾嘴，催化劑添加量為5-30mg。最后普通醋酸纖維段與加料醋酸纖維段進(jìn)行復(fù)合制出二元復(fù)合濾嘴，復(fù)合時(shí)普通醋酸纖維段和加料醋酸纖維段交替排列。二元復(fù)合濾嘴分切用于卷煙中，其中的普通醋酸纖維段在卷煙中接觸口腔，加料醋酸纖維段在卷煙中接觸煙絲。其中在每支卷煙中醋酸纖維段與加料醋酸纖維段的長(zhǎng)度比為1.5 1。將二元復(fù)合濾棒進(jìn)行卷煙的接裝，按照GB/T5606. 5-2005的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行主流煙氣中一氧化碳含量的測(cè)試。結(jié)果見(jiàn)表2。本發(fā)明的卷煙與對(duì)照煙相比，可以有效降低卷煙主流煙氣中的一氧化碳釋放量。表2試驗(yàn)卷煙的檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特征在于所述催化劑由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占SW2的質(zhì)量百分比為0 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特征在于，所述催化劑的介孔孔徑為3-5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特征在于，所述催化劑的比表面積不小于300m2/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑，其特征在于，所述催化劑的粒度為20-200目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低卷煙主流煙氣中一氧化碳釋放量的催化劑的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行稱(chēng)取24g分子量為600的聚乙二醇溶解于50ml乙醇中，加入50ml正硅酸乙酯，形成溶液A ；根據(jù)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(chēng)取相應(yīng)質(zhì)量的鎂、鋁、銅的無(wú)機(jī)鹽溶解于蒸餾水中形成溶液B，然后將A、B兩種溶液混合攪拌后，在60°C條件靜置凝膠，干燥后在300-600°C焙燒2_6小時(shí)，冷卻至室溫后粉碎至20-200目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化劑制作的二元復(fù)合濾棒，其特征在于所述二元復(fù)合濾棒由加催化劑醋酸纖維段和普通醋酸纖維段復(fù)合而成，所述加催化劑醋酸纖維段是由催化劑均勻分散在松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(jìn)行復(fù)合形成二元復(fù)合濾棒，復(fù)合時(shí)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(zhǎng)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煙絲。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低卷煙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占SiO2的質(zhì)量百分比為0～15％。本發(fā)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(dá)46％。
文檔編號(hào)A24D3/14GK102293447SQ20111014678
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者勾萍, 吳振玉, 孔俊, 李村, 王冬梅, 童保云, 陶正紅 申請(qǐng)人:安徽中煙工業(yè)公司