[发明专利]一种降低烟气中氢氰酸释放量的吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于卷烟减害降焦技术领域，具体涉及一种可选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的吸附材料及其制备方法。

背景技术

氢氰酸（HCN）是一种剧毒物质，对人体阈值仅10ppm，它是几种呼吸酶中非常活跃的抑制剂，它能与人体中高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，使其失去传递氧的作用，进而引起组织缺氧而窒息。卷烟主流和侧流烟气中都含有氢氰酸，含量为30~300μg/支，主要是由氨基酸及相关化合物在700~1000℃下裂解产生的，在最具有代表性的七种卷烟烟气有害成分中位居第二。因此，研究能够有效降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量，并保持卷烟的固有品质的方法，对于提高卷烟吸食安全性、保护人类健康具有重要意义。

目前，国内外脱除氢氰酸的方法主要有四种：碱液吸收法、吸附法、直接氧化法和催化氧化法。对于卷烟主流烟气中微量氢氰酸的脱除，从脱除效果来看，吸附法和催化氧化法较为合适。专利CN102972864A中采用活性炭作为载体，采用等体积浸渍法，将干燥后的载体浸渍在贵金属盐和过渡金属盐配制的水溶液中，经干燥后制得吸附材料。当贵金属离子和过渡金属离子分别为Ag离子和Ni离子，添加量为30mg/支时，催化剂可以选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的32.30%。由于使用贵金属，卷烟样品的成本也随之提高。专利CN102018286A中采用活性炭为载体，通过硅酸钾或硅酸钠将活性成分过氧化镁粘结在其表面，在添加量为30mg/支时，卷烟主流烟气中氢氰酸的释放量可降低30%左右。专利CN102499481A中采用硅胶、活性炭、氧化铝为载体，再通过浸渍法将硅酸钠、硅酸钾负载于载体表面，获得负载型吸附剂，在吸附剂添加量25-35mg/支范围内，卷烟主流烟气中氢氰酸的释放量最高可降低46.73%。此外，在滤嘴中添加生物碱（CN102100405A）、无机碱性颗粒和有机碱性颗粒（CN101336752A）、金属浸渍改性多孔淀粉颗粒（CN101524186A）和氨基功能化的介孔氧化硅（CN102794154A）均可以有效地降低卷烟主流烟气中氢氰酸的释放量。但卷烟主流烟气中有很多酸性物质，单纯的在滤嘴中添加碱性物质无法达到选择性降低氢氰酸的目的，若选用不当，在降低氢氰酸释放量的同时，也会改变卷烟烟气的吃味而降低卷烟样品品质。

聚酞菁金属化合物在催化领域有着较为广泛的应用，由于此类催化吸附材料可在常温下对氰化氢气体进行吸附，克服了一般催化吸附材料只有在高温时才能发挥吸附作用的弊端，因而可以有效地脱除黄磷尾气和密闭电石炉尾气中低浓度的氰化氢气体，然而关于聚酞菁金属化合物在催化脱除卷烟烟气中的有害物质方面尚未见到有关报道。

发明内容

本发明目的通过借鉴聚酞菁金属化合物在大气污染防治技术领域对氢氰酸气体吸附的思路，创造性的将其用于烟草降焦减害技术领域，从而提供一种可选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的吸附材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种可选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的吸附材料，通过以下步骤制备：

（1）取多孔材料，用去离子水洗涤，直到滤液澄清，然后将多孔材料置于80~100℃的鼓风烘箱内烘干10~12小时，冷却至室温备用；

所述多孔材料为活性炭、氧化铝、硅藻土、硅胶或多孔二氧化硅中的一种或几种任意比例的混合；

（2）将催化剂溶解于碱性水溶液中，然后将步骤（1）中冷却至室温备用的多孔材料浸泡在配好的溶液中，搅拌20~24小时，浸泡完成后将多孔材料过滤取出，在80~100℃鼓风烘箱中干燥10~12小时；

所述催化剂为聚酞菁金属化合物一种或几种任意比例的混合物；

（3）将步骤2中干燥后的多孔材料在300~600℃的条件下焙烧3~6小时，冷却至室温后取出，即得可选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的吸附材料。

步骤（2）中聚酞菁金属化合物为聚酞菁铜、聚酞菁铬、聚酞菁锌、聚酞菁镍、聚酞菁锰或磺化酞菁钴。

步骤（2）中所述碱性水溶液为质量比浓度为2%~10%的氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钙水溶液。

步骤（2）中碱性溶液中碱性物质与催化剂的质量配比为1:1×10^-4~4×10^-4。

步骤（3）中焙烧时，多孔材料在惰性气体氛围条件下。