降低卷烟烟气中一氧化碳量的添加剂及制备方法和用途技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卷烟材料
，特别涉及一种降低卷烟主流烟气中一氧化碳量的复合添加剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着社会对吸烟与健康问题的日益重视，卷烟烟气中的有害成分已经成为人们关注的焦点之一。一氧化碳(CO)作为烟气有害物质之一，含量最多，对人体危害更大。一氧化碳对人体的危害在于它被吸入肺内以后，会很快进入血液与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，一氧化碳与血红蛋白的亲和力远比氧气和血红蛋白的亲和力大(高于氧气200倍)， 而又比氧气和血红蛋白的解离要缓慢得多。所以一氧化碳一经吸入，即与氧气争夺同血红蛋白结合，一旦形成碳氧血红蛋白就不易分离，从而使血液的正常携带氧的功能发生障碍， 造成机体缺氧，导致缺氧血症，使组织细胞缺氧。因此，目前各国政府对吸烟与健康问题十分关注，如欧盟已明确规定2004年其市售卷烟产品必须低于“焦油IOmg/支，烟碱Img/支， CO IOmg/支”的要求。因此研究选择性地降低或消除卷烟烟气中的CO技术，具有十分重要的现实意义。降低卷烟烟气中一氧化碳含量的几种主要方法1)增施钾肥改善烟叶品质；2)使用高通风滤嘴和高透卷烟纸；幻在卷烟配方中加入添加剂；4)采用催化氧化方法。实践表明，采用前三种方法降低卷烟烟气中一氧化碳的量是十分有限的。国外已经进行了将多种催化材料添加至卷烟以降低卷烟烟气中一氧化碳释放量的研究。日本烟草公司负载在活性炭和膨润土混合物上的Pd-Mn02、Pd-Cu及以氧化铝活性炭分子筛为载体的Pd-Cu-V催化材料；Phi lips Morris公司拥有的催化材料组成包括负载在TW2上添加了碱金属Pt_Fe203、 负载在氧化铝上的Pt-V2O5-Fe2O3、负载在高表面基体上的纳米级铜颗粒。国内在将催化材料添加至卷烟以降低卷烟烟气中一氧化碳释放量的研究方面也进行很多的探索。2003年长沙卷烟厂吕功煊等(CN1460M8A)用含纳米贵金属催化材料制成的二复合滤嘴卷烟，5mg/支滤嘴的中等粒度纳米贵金属催化剂，可使卷烟主流烟气中CO 降低45%左右，并在此基础上成功研制出低焦油、低CO卷烟~"白沙和牌”，其焦油、CO和烟碱的释放量分别为10.0、9. 1和0.93mg/支，完全符合欧盟对这些卷烟指标的规定。2009 年银董红等(CN101611927)采用均相沉积沉淀法(HDP)、沉积沉淀法(DP)和阴离子交换法 (DAE)等不同方法制备了一种纳米催化剂，应用于卷烟滤棒中，不仅使卷烟烟气中的CO降低了 30 %，还使HCN降低43 %，而且其成本较其它催化剂也大为降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能有效降低卷烟主流烟气中一氧化碳量的降低卷烟烟气中一氧化碳量的添加剂及制备方法和用途。本专利技术的技术解决方案是—种降低卷烟烟气中一氧化碳量的添加剂，其特征是添加剂为具备储氧性能的卩(1/^602-&02-]\1110)(，其中1取值范围为0.5<1<3.5，？(1含量范围为0.1-5￥{%，〇6 Zr 摩尔比 0.2 1-5.0 1，MnOx 含量为 l-30wt%。添加剂？(1/^602-&02-] 110)(颗粒大小范围为100-600 目。一种降低卷烟烟气中一氧化碳量的添加剂的制备方法，其特征是包括下列步骤(1)固体混合物载体的制备按照重量比和摩尔比要求取Ce、Zr、Mn的硝酸盐配制成水溶液，然后用氨水调节PH至9-12，产生的沉淀经过滤洗涤后，置80-160°C干燥l_5h，然后放入马弗炉200-400°C恒温l-5h，再加热至500-700°C恒温l_5h，然后研磨后用100-600 目的筛子筛分，得到固体混合物载体CeO2-^O2-MnOx粉末；(2)配制与固体混合物载体CeO2-^O2-MnOx粉末等体积的PbCl2溶液，其中I^bCl2 溶液PbCl2占载体质量0. l-5wt%,把上述固体混合物载体CeO2-^O2-MnOx粉末和PbCl2溶液混合，浸渍 20-80h，在 80-160°C下烘干，400-600°C焙烧 2_6h，得到 Pb/Ce02-&02_Mn0x 复合添加剂。一种所述的降低卷烟烟气中一氧化碳量的添加剂在制备卷烟中的应用。添加剂添加量占卷烟总质量的0. 5_10%。添加剂添加部位为滤嘴与烟叶棒之间、烟支前端或烟叶棒两端。本专利技术添加剂为具备储氧性能的Pd/Ce02-&02-Mn0x，添加到烟叶中，在高温下释放氧气，有利于烟叶充分燃烧，降低一氧化碳释放量。Pd本身对CO就有很强的催化氧化能力，Pd是吸附活化作用的中心，在无吸附氧存在的还原态Pd催化剂上生成的二氧化碳是由吸附在Pd上的活化吸附中间态，在一定温度下发生歧化反应所致。当Pd催化剂中存在( 时，一方面，( 能够使Pd更好地分散在催化剂的表面；另一方面，由于Ce4+和Ce3+ 的可逆转换，使得( 具有独特的储存和释放氧的性能，因此铈含量的增加有利于CO催化氧化反应的进行。对于Pd/Ce02-&02-Mn0x，因为有^ 和MnOx的参与，机理略有不同。氧化锰是典型的氧化还原催化剂，当温度大于950K时Mn2O3脱出晶格氧，并伴随有如下反应 3Mn203 — 2Mn304+l/202。当有铈存在时，Mn2O3表面吸附氧量明显增加，并降低了 Mn2O3的脱氧活化能，Mn2O3提高储氧能力。附图说明图1为Pd/Ce02-&02-Mn0x的热重/差热分析图，可以看出在50°C-10(TC范围内出现第一个吸热峰值，这主要是试样吸附周围气氛中02、N2、水分子等气体所致。而在400°C -600°C位置存在一个放热峰，这是由Hi-^O2转变成和MnA 转变成Mn2O3发生晶型转变放出潜热所致。同时在650°C -800°C出现第二个吸热峰，这属于 Mn2O3晶格氧脱附释放氧气所致。所述复合添加剂可按照常规的浸渍法进行制备，但同时本专利技术还提供了一种所述添加剂的制备方法，按照重量比和摩尔比要求取各组分的硝酸盐配制成水溶液，然后用氨水调节PH至9-12，产生的沉淀，经过滤，洗涤后，置80-160°C干燥l_5h，然后放入马弗炉200-40(TC恒温l_5h，在加热至500-70(TC恒温l_5h，将焙烧产物研磨后用100-600 目的筛子筛分，得到固体混合物载体CeO2-^O2-MnOx粉末。然后配制与固体混合物载体CeO2-^O2-MnOx粉末等体积的PbCl2溶液(其中PbCl2占载体质量0. l-5wt % )。把上述固体和液体混合，浸渍20-80h，在80-160°C下烘干，400-600°C焙烧2_6h，得到Pb/ CeO2-^O2-MnOxW复合添加剂混合物。本方法优化了反应条件，这可使颗粒更小、分散更好； 粉碎后过筛目数高，有利于应用时在卷烟中分散均勻。图2为催化剂Pd/Ce02-&02 (摩尔比1 1)-MnOx (15wt % )的SEM图(1万倍)，可以看出活性组分Pd颗粒很小且均勻负载在载体上。选择lwt% Pd/Ce02-Zr02(摩尔比 1 1)-Mn0x(5wt% )复合添加剂为 30mg士 5mg， 占总质量的3%左右。复合添加剂添加部位可以为三种滤嘴与烟叶棒之间、烟支前端和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建文，宋国华，曹建华，陈昀，于涛，顾海兵，张文超，
申请(专利权)人：南通大学，南通醋酸纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：