用于氧化香烟烟雾中的一氧化碳的催化剂制造技术

一种香烟构件包含用于将一氧化碳转化成二氧化碳的银基催化剂。该银基催化剂包括承载在金属氧化物载体颗粒之和／或之上的金属银和／或氧化银的颗粒（如，纳米级或更大尺寸的颗粒）。银基催化剂可被引入香烟构件如烟草切割填料，烟纸和香烟过滤材料中以降低在吸烟过程中从香烟中抽出的主气流烟雾中的一氧化碳的浓度。该催化剂也可用于非香烟场合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于氧化香烟烟雾中的一氧化碳的催化剂的制作方法背景吸烟制品如香烟或雪茄在喷出过程中产生主气流烟雾和在静态燃烧过程中产生侧气流烟雾。主气流烟雾和侧气流烟雾的一种成分是一氧化碳(CO)。最好减少烟中的一氧化碳。综述提供了切割填料组合物，烟纸，香烟过滤材料，香烟，和用于制造使用银基催化剂的香烟的方法。优选能够用作氧化剂和用作催化剂以使一氧化碳转化成二氧化碳的银基催化剂可减少在吸烟过程中香烟主气流烟雾中的一氧化碳和/或总颗粒物质。银基催化剂包含被承载在第二金属的氧化物的颗粒之和/或之上的银和/或氧化银颗粒。优选银和/或氧化银的颗粒是纳米级颗粒。例如，在一个优选实施方案中，纳米级银颗粒被承载在第二金属的氧化物的颗粒的暴露表面上。载体颗粒可包含纳米级和/或微米尺寸颗粒。优选，第二金属的氧化物是非化学计量氧化物。示例性第二金属包括镁，铝，硅，钛，钒，铬，锰，铁，钇，锆，铌，铈，铪和其混合物。包含氧化物承载银和/或氧化银颗粒的催化剂优选包含约1至70％，更优选约5至20％重量的银和/或氧化银。根据一个实施方案，银和/或氧化银颗粒具有低于约100nm，更优选低于约50nm的平均颗粒尺寸。催化剂可包含纳米级银和/或氧化银颗粒的附聚物，其中附聚物具有平均尺寸约1至50微米。一种制造包含银基催化剂的香烟的方法包括步骤(i)将银基催化剂引入至少一种烟草切割填料，烟纸和香烟过滤材料中；(ii)向造烟机提供烟草切割填料以形成烟草柱；(iii)将烟纸放在烟草柱周围以形成香烟的烟草杆；和(iv)视需要使用包边纸将包含香烟过滤材料的香烟滤嘴连接至烟草杆上。催化剂可通过喷雾，撒粉或浸渍而被引入香烟的一个或多个构件。根据优选的方法，基本上由承载颗粒银和/或氧化银组成的催化剂被引入香烟构件中。根据另一方法，被引入香烟构件中的催化剂包含与氧化物载体颗粒混合的银和/或氧化银的颗粒。包含银(如，氧化银)的承载银颗粒和/或颗粒可通过银盐如硝酸银的沉淀或热分解而制成。根据另一方法，银基催化剂可这样形成将银盐的溶液与第二金属的氧化物的胶体悬浮液混合并随后加热该混合物以分解银盐以形成被引入第二金属的氧化物之和/或之上的银和/或氧化银的颗粒。优选的第二金属是铈，可形成非化学计量氧化物载体颗粒。根据另一方法，银基催化剂可通过靶材料在受控气氛下的激光蒸发和受控冷凝而形成，其中靶材料包含银和除银之外的第二金属。通过用来自激光的能量切除合适的靶，银和/或氧化银的纳米级颗粒和第二金属的氧化物的颗粒可在气相中形成和冷凝以形成银基催化剂。在一个优选实施方案中，在将银基催化剂引入至少一种烟草切割填料，烟纸和香烟过滤材料之和/或之上之前，将催化剂在至少200℃的温度下在包含含氧气体的气氛中加热以使银氧化形成基本上由承载在第二金属的氧化物之和/或之上的氧化银组成的银基催化剂。银基催化剂也可用于降低车辆排气，用于激光的气体，用于燃料电池的气体和/或进行空气过滤的环境空气中的一氧化碳的浓度。附图的简要描述附图说明图1示意地说明通过激光蒸发/受控冷凝用于合成银基催化剂的装置。图2示意地显示石英流动管反应器。图3显示包含银颗粒的银基催化剂的CO至CO2的转化。图4显示包含沉淀得到的氧化银颗粒的银基催化剂的CO至CO2的转化。图5显示包含沉淀得到的氧化银颗粒的银基催化剂的CO至CO2的转化。图6显示包含银颗粒和沉淀得到的氧化银颗粒的混合物的银基催化剂的CO至CO2的转化。图7显示包含氧化铈承载氧化银颗粒的银基催化剂的CO至CO2的转化。图8显示包含通过LVCC制备的氧化铈承载氧化银颗粒的银基催化剂的CO至CO2的转化。图9显示包含通过LVCC制备的氧化铈承载氧化银颗粒的银基催化剂的CO至CO2的转化。优选实施方案的详细描述银基催化剂可被香烟如烟草切割填料，烟纸和/或香烟过滤材料的组分中。银基催化剂可催化和/或氧化一氧化碳至二氧化碳的转化。尤其是，银基催化剂可用于一氧化碳的低温或近环境温度氧化。通过将银基催化剂引入香烟的构件，可减少主气流烟雾中的一氧化碳的量。银基催化剂包含承载在第二金属氧化物的载体颗粒上的银和/或氧化银的颗粒，第二金属不同于银。根据一个实施方案，银基催化剂可通过将银和/或氧化银从银盐的水溶液中沉淀而制成。沉淀产物可与载体如第二金属(即，除银之外的金属)的氧化物的颗粒相结合。示例性氧化物载体包括氧化铈，氧化钛和/或氧化铝。沉淀产物可与载体颗粒混合以形成包含承载在载体颗粒上的银和/或氧化银的颗粒的银基催化剂。根据另一实施方案，承载银基催化剂可通过将银盐的溶液与第二金属氧化物的胶体悬浮液混合并随后使银盐在受控气氛下热分解以形成包含被引入第二金属氧化物的颗粒之和/或之上的银和/或氧化银的银基催化剂而制成。根据另一实施方案，包含银(如，银或氧化银)的纳米级颗粒可通过从包含银的靶中激光蒸发/受控冷凝而制成。对于激光蒸发/受控冷凝，将起始原料(如，靶)暴露于激光能量这样形成蒸气和随后冷凝以形成银基催化剂。另外，使用激光蒸发/受控冷凝，可直接由包含银基颗粒和氧化物载体颗粒的成分原子的靶形成银基催化剂。银基催化剂包含被引入氧化物载体的颗粒之和/或之上的银和/或氧化银的颗粒。“引入”在此是指，银和/或氧化银包含在第二金属氧化物的氧化物基质(即，均相或非均相复合体)之和/或之上的第二相。例如，银和/或氧化银可分散在第二金属氧化物的整个基质中和/或分散在氧化物的暴露表面上。根据优选实施方案，包含银的颗粒和包含第二金属氧化物的颗粒同时形成和共沉积以形成银基催化剂。银基催化剂可直接沉积在香烟构件上或，更优选，银基催化剂可形成，收集，和随后引入香烟的构件中。形成承载银基催化剂的优选方法是激光蒸发/受控冷凝(LVCC)。LVCC是一种切除工艺，使用一种或多种具有要被引入催化剂的材料的靶。在切除工艺中，靶区域吸收来自能量(如，激光)源的入射能量。入射能量可包含，例如，脉冲激光能量。吸收能量和随后加热靶，使得靶材料从靶的表面上切除成原子和离子物质的热柱(即，蒸气)。原子和离子物质可通过相互间和与惰性或反应性气体的蒸气相碰撞而冷凝成颗粒。所形成的颗粒可包含纳米级颗粒。所需的能量根据工艺变量如起始原料的温度，起始原料周围气氛的压力，和材料性能如起始原料的热和光学性能而变化。利用激光切除，起始原料通过物理侵蚀从靶上逐渐地去除。靶由所要去除的消耗材料，即，靶材料形成(或涂覆)。起始原料可以是任何合适的前体材料，其中优选的形式是由纯材料或材料混合物组成的固体或粉末材料。这些材料在室温下优选为固体和/或不易于化学降解如在空气中氧化。优选，起始原料包含压制粉末靶。激光能量优选直接蒸发起始原料，而不使该材料进行显著的液体相转化。可用于产生激光能量的激光器的种类可包括离子激光器，UV受激准分子激光器，Nd-YAG和He-Ne激光器。激光束可扫描穿过靶材料的表面以提高靶切除的均匀性和提高原子和纳米级颗粒的均匀性。该方法在扩散云腔中在压力和温度的规定明确的条件下将脉冲激光蒸发与受控冷凝的优点相结合。通常，腔包括两个被绝缘侧壁隔离的水平金属板。该方法可采用将至少一种靶在腔内脉冲激光蒸发成所选气体混合物。将靶放在腔中，如，在下板上，并将该腔填充以气体如惰性气体或惰性气体和反应性气体的混合物。例如，惰性气体可包含氦，氩本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含用于将一氧化碳转化成二氧化碳的颗粒催化剂的香烟构件，其中催化剂包括包含承载在第二金属氧化物的载体颗粒之中和／或之上的银的颗粒，所述第二金属不同于银，其中所述构件选自烟草切割填料，烟纸和香烟过滤材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-16 10/868,0151.包含用于将一氧化碳转化成二氧化碳的颗粒催化剂的香烟构件，其中催化剂包括包含承载在第二金属氧化物的载体颗粒之中和/或之上的银的颗粒，所述第二金属不同于银，其中所述构件选自烟草切割填料，烟纸和香烟过滤材料。2.权利要求1的构件，其中催化剂基本上由银和/或氧化银和第二金属的氧化物组成。3.权利要求1的构件，其中所述催化剂包括银和/或氧化银和第二金属的氧化物的纳米级颗粒。4.权利要求1的构件，其中包含银的颗粒具有低于约100nm或低于约50nm的平均颗粒尺寸。5.权利要求1的构件，其中包含银的颗粒包含纳米级颗粒的附聚物，其中附聚物具有约1至50微米的平均尺寸。6.权利要求5的构件，其中附聚物基本上由银和/或氧化银组成。7.权利要求1的构件，其中所述催化剂包括承载在载体颗粒之中和/或之上的银和/或氧化银的颗粒。8.权利要求7的构件，其中银和/或氧化银的颗粒是纳米级颗粒。9.权利要求8的构件，其中银和/或氧化银的颗粒具有低于约100nm或低于约50nm的平均颗粒尺寸。10.权利要求1的构件，其中载体颗粒具有低于约500nm的平均颗粒尺寸。11.权利要求1的构件，其中第二金属选自Mg，Al，Si，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Y，Zr，Nb，Ce，Hf和其混合物。12.权利要求1的构件，其中第二金属的氧化物至少部分是非化学计量氧化物。13.权利要求1的构件，其中催化剂包含约1至70％重量或约5至20％重量银和/或氧化银。14.权利要求1的构件，其中所述催化剂基本上由承载在氧化铈之中和/或之上的银和/或氧化银的纳米级颗粒组成。15.权利要求1的构件，其中所述催化剂能够用作氧化剂用于将一氧化碳转化成二氧化碳和作为催化剂用于将一氧化碳转化成二氧化碳。16.包括烟草杆，烟纸和可有可无的滤嘴的香烟，其中烟草杆，烟纸和可有可无的滤嘴中的至少一种包含用于将一氧化碳转化成二氧化碳的颗粒催化剂，其中所述催化剂包括包含承载在第二金属氧化物的载体颗粒之中和/或之上的银的颗粒，所述第二金属不同于银。17.权利要求16的香烟，其中催化剂基本上由银和/或氧化银和第二金属的氧化物组成。18.权利要求16的香烟，其中所述催化剂包括银和/或氧化银和第二金属的氧化物的纳米级颗粒。19.权利要求16的香烟，其中包含银的颗粒具有低于约100nm或低于约50nm的平均颗粒尺寸。20.权利要求16的香烟，其中包含银的颗粒包含纳米级颗粒的附聚物的香烟，其中附聚物具有约1至50微米的平均尺寸。21.权利要求20的香烟，其中附聚物基本上由银和/或氧化银组成。22.权利要求16的香烟，其中所述催化剂包括承载在载体颗粒之中和/或之上的银和/或氧化银的颗粒。23.权利要求22的香烟，其中银和/或氧化银的颗粒是纳米级颗粒。24.权利要求23的香烟，其中银和/或氧化银的颗粒具有低于约100nm或低于约50nm的平均颗粒尺寸。25.权利要求22的香烟，其中载体颗粒具有低于约500nm的平均颗粒尺寸。26.权利要求16的香烟，其中第二金属选自Mg，Al，Si，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Y，Zr，Nb，Ce，Hf和其混合物。27.权利要求16的香烟，其中所述第二金属的氧化物至少部分是非化学计量氧化物。28.权利要求16的香烟，其中催化剂包含约1至70％重量或约5至20％重量银和/或氧化银。29.权利要求16的香烟，其中所述催化剂基本上由承载在氧化铈之中和/或之上的银和/或氧化银的纳米级颗粒组成。30.权利要求16的香烟，其中所述催化剂能够用作氧化剂用于将一氧化碳转化成二氧化碳和作为催化剂用于将一氧化碳转化成二氧化碳。31.一种制造香烟的方法，包括步骤a.将银基催化剂引入烟草切割填料，烟纸和香烟过滤材料中的至少一种中；b.向造烟机提供烟草切割填料以形成烟草柱；c.将烟纸放在烟草柱周围以形成香烟的烟草杆；和d.视需要使用包边纸将包含香烟过滤材料的香烟滤嘴连接至烟草杆上。32.权利要求31的方法，其中所述引入包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：SS兰加莱，D萨罗吉尼，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]