CN102228311A - 一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，其特征是所述吸附剂是在SiO₂中掺杂Al₂O₃、MgO/CaO、CuO的多孔氧化物复合材料，吸附剂中SiO₂∶Al₂O₃∶MgO/CaO的摩尔比为2∶0.5∶0.1，负载CuO占总量的质量百分比为0～15％。利用碱性金属氧化物与苯酚之间较强的化学作用的特性，本发明的吸附剂对苯酚有很好的选择性去除效果。

Description

一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂

技术领域：

本发明涉及一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂。

背景技术：

苯酚常温下能挥发，是一种原型质毒物，对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固，所以有强烈的杀菌作用。其可通过与皮肤、粘膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环，致使细胞破坏并失去活力，也可通过口腔侵入人体，造成细胞损伤。苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用，可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。

高浓度的酚液能使蛋白质凝固，并能继续向体内渗透，引起深部组织损伤，坏死乃至全身中毒，即使是低浓度的酚类物质也可使蛋白质变性。据有关报道，酚和其它有害物质相互作用产生协同效应，变得更加有害，促进致癌化，是烟气中的致癌促进剂，被列入Hoffman名单。开发一种高效去除苯酚的过滤烟嘴用吸附剂，在有效降低卷烟烟气中焦油、一氧化碳等有害物质含量同时，更加有效地选择性降低卷烟中的苯酚的含量非常有益。目前应用在香烟中用来降低烟气中苯酚量的吸附剂的选择吸附效果不明显。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，利用碱性金属氧化物与苯酚之间较强的化学作用的特性，本发明的吸附剂对苯酚有很好的选择性去除效果。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，所述吸附剂是在SiO₂中掺杂Al₂O₃、MgO/CaO、CuO的多孔氧化物复合材料，吸附剂中SiO₂∶Al₂O₃∶MgO/CaO的摩尔比为2∶0.5∶0.1，负载CuO占总量的质量百分比为0～15％，所述吸附剂的介孔孔径为3-5nm，比表面积不小于300m²/g，粒度为20-200目。

吸附剂的制备方法按以下步骤进行：

称取24g分子量为600的聚乙二醇溶解于50ml乙醇中，缓慢加入50ml正硅酸乙酯，形成溶液A；根据固体组成的摩尔比SiO₂∶Al₂O₃∶MgO/CaO＝2∶0.5∶0.1，复合物中CuO的质量百分比5％分别称取41g硝酸铝、2.56g硝酸镁、3.38g硝酸铜，溶解于40ml蒸馏水中，形成溶液B，完全溶解后将A、B两种溶液混合，搅拌2h后，放入60℃烘箱中一天后形成凝胶，100℃干燥后在550℃焙烧4小时，冷却至室温后粉碎至80目。

采用本发明吸附剂制作的二元复合滤棒，由加吸附剂醋酸纤维段和普通醋酸纤维段复合而成，所述加吸附剂醋酸纤维段是由吸附剂均匀分散在松散的醋酸纤维丝束中形成，吸附剂添加量为5-30mg；

普通醋酸纤维段与加吸附剂醋酸纤维段进行复合形成二元复合滤棒，复合时普通醋酸纤维段和加吸附剂醋酸纤维段交替排列；且醋酸纤维段与加吸附剂醋酸纤维段的长度比为1.5∶1，其中普通醋酸纤维段在滤棒的末端，加吸附剂醋酸纤维段在滤棒的前端即接触烟丝。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

卷烟烟气苯酚采用YC/T255-2008行业标准进行分析，获得卷烟的苯酚释放量结果。添加了本发明的吸附剂的滤棒应用于卷烟，可以降低主流烟气苯酚量17.4-86.2μg/支，降低率最高可达81.7％。

具体实施方式：

实施例1：按重量分别称取24g分子量为600的PEG溶解于50ml乙醇中，缓慢加入50ml TEOS，形成溶液A；根据固体组成的摩尔比SiO₂∶Al₂O₃∶MgO＝2∶0.5∶0.1，复合物中CuO的质量百分比5％分别称取相应质量的硝酸盐(41g硝酸铝、2.56g硝酸镁、3.38g硝酸铜)溶解于40ml蒸馏水中，形成溶液B，完全溶解后将A、B两种溶液混合，搅拌2h后，放入60℃烘箱中一天后形成凝胶，100℃干燥后在550℃焙烧4小时，冷却至室温后粉碎至80目备用。上述吸附剂经氮气吸附脱附分析，结果见表1。

表1.制备样品的结构参数

将上述所制备的30mg吸附剂1，制成二元复合滤棒，卷接成卷烟，在Borgwaldt RM-200全自动转盘式吸烟机抽吸(抽吸容量35ml/min)，使用液相色谱分析，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，本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中苯酚含量下降81.7％.结果见表2。

表2.试验卷烟的检测结果

实施例2：按重量分别称取24g分子量为600的PEG溶解于50ml乙醇中，缓慢加入50ml TEOS，形成溶液A；根据固体组成的摩尔比SiO₂∶Al₂O₃∶MgO＝2∶0.5∶0.1，复合物中CuO的质量百分比5％分别称取相应质量的硝酸盐(41g硝酸铝、2.56g硝酸镁、3.38g硝酸铜)溶解于40ml蒸馏水中，形成溶液B，完全溶解后将A、B两种溶液混合，搅拌2h后，放入60℃烘箱中一天后形成凝胶，100℃干燥后在550℃焙烧4小时，冷却至室温后粉碎至80目备用。上述吸附剂经氮气吸附脱附分析，结果见表3。

表3.制备样品的结构参数

将上述所制备的30mg吸附剂2，制成二元复合滤棒，卷接成卷烟，在Borgwaldt RM-200全自动转盘式吸烟机抽吸(抽吸容量35ml/min)，使用液相色谱分析，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，本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中苯酚含量下降54.9％.结果见表4.

表4.试验卷烟的检测结果

应用上述吸附剂1和吸附剂2加工成二元复合滤棒，进行了卷烟的接装，按照所述的标准进行主流烟气测试。结果见表5。使用本发明吸附剂的卷烟与对照烟相比，可以有效降低卷烟主流烟气中的焦油、CO含量，而且对烟气中的苯酚有选择性降低作用，苯酚的选择性降低率可以达到34％.

表5试验卷烟的检测结果

Claims (6)

1.一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，其特征是所述吸附剂是在SiO₂中掺杂Al₂O₃、MgO/CaO、CuO的多孔氧化物复合材料，吸附剂中SiO₂∶Al₂O₃∶MgO/CaO的摩尔比为2∶0.5∶0.1，负载CuO占总量的质量百分比为0～15％。

2.根据权利要求1所述的一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的介孔孔径为3-5nm。

3.根据权利要求1所述的一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的比表面积不小于300m²/g。

4.根据权利要求1所述的一种具有选择性降低卷烟主流烟气中苯酚的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的粒度为20-200目。

5.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

称取24g分子量为600的聚乙二醇溶解于50ml乙醇中，缓慢加入50ml正硅酸乙酯，形成溶液A；根据固体组成的摩尔比SiO₂∶Al₂O₃∶MgO/CaO＝2∶0.5∶0.1，复合物中CuO的质量百分比5％分别称取41g硝酸铝、2.56g硝酸镁、3.38g硝酸铜，溶解于40ml蒸馏水中，形成溶液B，完全溶解后将A、B两种溶液混合，搅拌2h后，放入60℃烘箱中一天后形成凝胶，100℃干燥后在550℃焙烧4小时，冷却至室温后粉碎至80目。

6.根据权利要求1所述的吸附剂制作的二元复合滤棒，其特征在于：所述二元复合滤棒由加吸附剂醋酸纤维段和普通醋酸纤维段复合而成，所述加吸附剂醋酸纤维段是由吸附剂均匀分散在松散的醋酸纤维丝束中形成，吸附剂添加量为5-30mg；

普通醋酸纤维段与加吸附剂醋酸纤维段进行复合形成二元复合滤棒，复合时普通醋酸纤维段和加吸附剂醋酸纤维段交替排列；且醋酸纤维段与加吸附剂醋酸纤维段的长度比为1.5∶1，其中普通醋酸纤维段在滤棒的末端，加吸附剂醋酸纤维段在滤棒的前端即接触烟丝。