[发明专利]一种降低烟气中有害成分多孔复合材料的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及卷烟滤嘴中添加物的制备。更具体地，本发明涉及一种用于降低烟气中有害成分的多孔复合材料的制备方法，该方法得到的产品以及在卷烟滤嘴中的应用。

【背景技术】

卷烟抽吸过程中产生的主要存在于卷烟烟气气相中的CO是一种对人体有害的典型物质。烟草的热裂解产生的一氧化碳约30％，其余多种有害成分诸如多环芳烃(PAHs)、NH₃、HCN、亚硝胺等伴随产生。其中CO一旦被吸入人体便与血红蛋白结合，形成非常稳定的碳氧血红蛋白。碳氧血红蛋白一旦形成，就使血红蛋白丧失了输送氧的能力，使组织缺氧，导致组织低氧症。一氧化碳还能影响血脂透过血管的通透性，对慢性阻塞性肺病的发生与发展也有促进作用。因此一氧化碳是一种危害极大的烟气物质。

此外，卷烟烟气中的低分子醛酮类化合物是另一类重要的有害物质，与CO一起被列入了7种卷烟烟气有害物成分的名单。低分子醛酮类化合物具有较强的纤毛毒性，其中巴豆醛毒性最强，长期接触会引起慢性鼻炎、神经系统机能障碍等。

目前，许多研究成果集中在含纳米贵金属(含Au、Pd、Ti)催化材料的二元复合滤嘴，这种滤棒虽具有很好的催化效果，但其催化活性需在特殊生产环境才可研制。同时这些方法使用贵金属制成催化材料添加在滤嘴中，才能达到低温催化氧化CO的目的，所以不可避免将增加卷烟制作的成本，一般的生产商难以接受；而且由于卷烟燃烧的复杂性和烟气冷凝物在催化剂表面沉积和催化剂的失活，目前工业上尚无应用催化材料添加在卷烟中能有效降低烟气CO、巴豆醛以及多环芳香烃(PAHs)的卷烟产品出现。

本专利研制出适合于烟草工业应用的多孔纳米材料催化剂，添加Fe、Al以及Ce等金属，并将此催化材料添加于卷烟烟丝或滤嘴中，有效催化氧化CO为CO₂，并利用多孔材料中金属有效降低卷烟烟气中巴豆醛、多环芳香烃(PAHs)及亚硝胺等有害成分。

【发明内容】

[发明要解决的问题]

本发明的目的是提供一种经济、高效的可用于降低烟气中有害成分的多孔复合材料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供上述方法得到的多空复合材料在卷烟滤嘴中的应用。

[技术方案]

为了实现本发明的目的，本发明通过下述技术方案实现。

本发明提供一种降低烟气中有害成分多孔复合材料的制备方法，其步骤如下：

(1)按摩尔比计，量取正硅酸乙酯∶Fe(NO₃)₃·9H₂O∶Ce(NO₃)₃·6H₂O∶NaOH∶十六烷基三甲基溴化铵∶月桂酸钠∶水＝1∶0.02∶0.02∶0.5∶0.2∶0.02∶70，在反应器中搅拌1-3小时，获得凝胶状混合物；

(2)所述凝胶状混合物在100-150℃下高压反应釜中加热20-24小时，然后用无机碱将釜中反应物的pH调至8-10，然后继续加热48小时，冷却至室温后取出反应物；

(3)用去离子水清洗并晾干步骤(2)得到的反应物，然后再在500-600℃高温下煅烧3-8小时，煅烧产物粉碎后过150-200目筛，得到所述多孔复合材料。

在本发明中，所述无机碱选用NaOH。

根据一种优选的具体实施方式，步骤(3)的煅烧温度为550℃。

本发明还提供上述的制备方法得到的复合材料在卷烟滤嘴中以降低烟气中有害成分的应用，特别是以烟丝或烟叶重量计添加0.5-1.5％到卷烟滤嘴或烟丝中。

[有益效果]

本发明为烟用香精行业提供一种新型降低卷烟烟气有害成分的吸附材料，该产品能够非常显著地降低烟气中多环芳香烃、CO以及巴豆醛等有害成分；还提供了一种制备方法，该方法反应工艺简单易掌握，在常压下进行操作简便安全，反应选择性高，产物易得。

【具体实施方式】

下面非限制性实施例用于更详细地说明本发明。

实施例1