本发明专利技术公开了一种介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂及制备和应用，所述吸附剂为具有介孔结构的氧化铁-二氧化钛复合物；所述的吸附剂中Fe:Ti摩尔比为0.03~0.07:1；所述的吸附剂比表面为160～220m2/g，孔径为3.0～5.0nm；制备方法是将硫酸钛和铁源溶于水后倒入壳聚糖溶液中制备混合液，把得到的混合液滴加到沸水中后保持1~3h，过滤、将滤渣干燥、焙烧，获得产物；该吸附剂应用于降低卷烟烟气中的氢氰酸。该吸附剂稳定性好、氢氰酸吸附活性高，制备简单、操作方便、成本低，作为吸附剂应用于降低卷烟烟气中的氢氰酸，吸附效率高，可有效地降低烟气中的氢氰酸，减少吸食者身体危害。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂吸附剂及制备方法和应用，属于卷烟减害降焦领域。
技术介绍
近年来，人们在降低卷烟烟气中氢氰酸释放量方面开展了大量研究，可采用的方法主要包括稀释烟气浓度、添加膨胀烟丝或烟草薄片、加入助燃剂、以及使用催化剂等。20世纪80年代初，日本的市川清司专利技术了一种含有浸溃螯合了亚铁离子的原卟啉类化合物溶液的活性炭滤嘴，可有效去除烟气中的CO、苯并芘及氢氰酸等。孟昭宇等专利技术了一种卷烟嘴棒用表面改性的中孔硅基分子筛(如MCM-41、SBA-15等)吸附剂及其制备方法，将这种吸附剂添加到卷烟滤嘴中制成的复合嘴 棒可以明显降低烟气中的焦油、HCN、低分子醛酮、亚硝胺、稠环芳烃等有害物质含量，同时可改善卷烟的感官品质。通过离子交换法在活性炭上负载金属铜、钴，铬和银等金属离子(W099/11358 (1999))，研发出了一种该性活性炭吸附剂，可以有效吸附HCN等有害物质，然而活性炭中的“碳味”给抽烟者带来了不愉快的感觉。专利CN141695A和CN1462652A等阐述了催化氧化法在降低卷烟中氢氰酸中的作用，表现出较高的催化活性。但是生产成本较高，而且在生产过程中，会有在单支卷烟中的分布不均匀现象，难于控制。在所查找的文献中，所用的催化剂或者吸附剂其活性组分都是负载在载体表面上，在一定的条件下，表现出稳定性差，失活快等特点。然而，以制备具有的介孔结构复合金属氧化物吸附剂并将其用于降低卷烟主流烟气中氢氰酸等有害物质报道较少。
技术实现思路
本专利技术的一个目的旨在提供一种稳定性好、氢氰酸吸附活性高的介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备简单、操作方便、成本低的介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂的制备方法。本专利技术还有一个目的在于提供上述介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂作为吸附剂应用于降低卷烟烟气中的氢氰酸，吸附效率高，可有效地降低烟气中的氢氰酸，减少吸食者身体危害。本专利技术提供了一种介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂，所述吸附剂为具有介孔结构的氧化铁-二氧化钛复合物；所述的吸附剂中Fe:Ti摩尔比为O. 03、. 07:1 ;所述的吸附剂比表面为160 220m2/g，孔径为3. O 5. Onm。本专利技术还提供了一种如上所述的介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂的制备方法，将硫酸钛和铁源溶于水后倒入壳聚糖溶液中制备混合液，把得到的混合液滴加到沸水中后保持r3h,过滤、将滤渣干燥、焙烧，获得产物。上述制备方法中硫酸钛和铁源以Fe:Ti为摩尔比O. 03、. 07:1的量加入。所述的铁源为硝酸亚铁，硫酸亚铁，柠檬酸亚铁，氯化亚铁中的一种或者几种。上述制备方法中所述的壳聚糖溶液为壳聚糖醋酸溶液，其中所述的醋酸占所述溶液体积百分比含量为5 15%，壳聚糖在所述溶液中的浓度为5(Tl00g/L。上述制备方法中焙烧温度为500 600°C，优选为550°C ;焙烧时间为l 2h，优选为 I. 5h。本专利技术还提供了一种如上所述的介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂的应用，具体是将介孔结构的氧化铁-二氧化钛复合物作为吸附剂应用于降低卷烟烟气中的氢氰酸。上述所述的应用是将所述的吸附剂压片、过筛，选取4(Γ60目颗粒，分散于卷烟滤棒的醋酸纤维丝束中。优选制成每支滤棒中含吸附剂15 30mg的二元复合滤棒。 本专利技术中介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂的具体制备过程和含该吸附剂的卷烟烟嘴的制备将硫酸钛和铁源溶解于去离水中，然后倒入含有5(Tl00g/L壳聚糖的CH3COOH溶液(醋酸体积比含量为5 15%)中，搅拌均匀；然后再将此溶液缓慢加到沸水溶液中，在剧烈搅拌下保持I. 5 3小时。然后过滤，常温下干燥12 36小时。空气气氛中在50(T600°C下煅烧1 2小时，得到产物。将制得的介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂压片、过筛，选取4(Γ60目颗粒分散于醋纤丝束中，制成卷烟二元复合滤棒,将复合滤棒卷接成卷烟,每支滤棒中含吸附剂15 30mg本专利技术的有益效果现有技术中将金属氧化物负载到介孔载体上，往往负载不均匀，且不牢固，影响吸附的效率。本专利技术所述的介孔氧化铁-二氧化钛不同于传统的负载型氧化铁/介孔TiO2或者是负载型Fe2OZTiO2，其突出特点是将活性组分嵌入载体骨架结构中，和载体成为一体，有利于活性组分的稳定性和分散性，减少活性组分的流失，使其具有更高的活性。而且该吸附剂制备方法简单，操作方便，成本低；将其应用于卷烟嘴棒中，可降有效降氢氰酸等低活性组分造成的潜在危害性。本专利技术制备简单，操作方便，成本低。具体实施例方式以下实施例旨在进一步说明本专利技术而不是对本专利技术的限定。实施例I将4. 02g Ti (SO4) 2 · 9H20和O. 09g硝酸亚铁(无水)溶解于5ml去离水中，然后倒入含有O. 75g壳聚糖的IOml CH3COOH溶液(10%V/V)中，搅拌均匀。然后再将此溶液缓慢加至IJ IOOml沸水溶液中，在剧烈搅拌下保持2小时。然后过滤，常温下干燥24小时。空气气氛中550°C煅烧I. 5小时得到产物，标记为meso-Fe203-Ti02。用低温N2吸附-脱附方法测定meSo-Fe2O3-TiO2的比表面为207m2/g,平均孔径为3. 9nm ；压片、过筛，选取40-60目颗粒分散于醋纤丝束中，制成卷烟二元复合滤棒，将复合滤棒卷接成卷烟。在Filtrona C0A200直线式吸烟机上抽吸(抽吸容量35ml/min)，按照YC/T253-2008测定卷烟烟气中的氢氰酸含量，与未添加吸附剂的卷烟进行对照，结果表明，与对照卷烟相比，吸附剂添加量不同，氢氰酸降低幅度不同，当添加量分别是30mg/支、25mg/支、20mg/支和15mg/支时，所对应的主流烟气中氢氰酸含量下降幅度分别为25. 3%、21. 7%、16· 2% 和 13. 2%ο实施例2将实施例I中的硝酸亚铁用量改为O. 04g，其他条件不变，所制备的吸附剂比表面为213m2/g，平均孔径为4. 2nm;压片、过筛，选取40-60目颗粒分散于醋纤丝束中，制成卷烟二元复合滤棒，每支卷烟滤棒中含催化剂30mg,将复合滤棒卷接成卷烟。结果表明，与未添加吸附剂的卷烟进行对照相比，本专利技术所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降9.3%。实施例3将实施例I中的硝酸亚铁用量改为O. 12g，其他条件不变，所制备的吸附剂比表面为201m2/g，平均孔径为4. 2nm将所制备的吸附剂压片、过筛，选取4(Γ60目颗粒分散于醋纤丝束中，制成卷烟二元复合滤棒,每支卷烟滤棒中含催化剂30mg,将复合滤棒卷接成卷烟。结果表明，与未添加吸附剂的卷烟进行对照相比，本专利技术所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降27. 9%。 实施例4将实施例I中的硝酸亚铁改为硫酸亚铁，其他条件不变，制得的吸附剂比表面为183m2/g，平均孔径为4. Inm;将所制备的吸附剂压片、过筛，选取4(Γ60目颗粒分散于醋纤丝束中，制成卷烟二元复合滤棒，每支卷烟滤棒中含催化剂30mg,将复合滤棒卷接成卷烟。结果表明，与未添加吸附剂的卷烟进行对照相比，本专利技术所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降27. 4%。实施例5将实施例I中的硝酸亚铁改为氯化亚铁，其他条件不变，将所制备吸附剂压片、过筛，制得的吸附剂比表面为211m2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种介孔氧化铁?二氧化钛吸附剂，其特征在于，所述吸附剂为具有介孔结构的氧化铁?二氧化钛复合物；所述的吸附剂中Fe:Ti摩尔比为0.03~0.07:1；所述的吸附剂比表面为160～220m2/g，孔径为3.0～5.0nm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：秦亮生，银董红，刘峰，
申请(专利权)人：湖南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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