[发明专利]一种含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料及其制备方法与应用，属于卷烟技术领域。该材料的制备方法的工艺步骤包括CoAPO‑11初始凝胶的配制、晶化、干燥及焙烧步骤；制得结晶良好的含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料；将上述制得的材料添加到卷烟滤嘴中部，测试其烟气吸附效果，结果表明，该材料其对烟气中氢化氰和巴豆醛具有良好的吸附效果。本发明制备方法原料成本低廉，晶化条件较为温和，能耗低。所制材料用于降低卷烟滤嘴后能够有效降低烟气中的氢化氰和巴豆醛的释放量，减害效果突出。

技术领域

本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人类对健康和环境的关注普遍加强，而吸烟带来的健康和环境影响引来了越来越多的注意。世界烟草组织对卷烟的降焦减害长期以来一直都高度重视，各国都积极响应，而卷烟行业作为中国经济发展的支柱产业之一，市场对卷烟的要求越来越高。在不影响消费者感官舒适度的前提下，减少卷烟烟气中的有害成分，这一直是烟草业研究的热点。在卷烟滤嘴中添加吸附材料是一种行之有效的方法，目前，在卷烟中大规模添加的吸附材料只有活性炭。

APO-11分子筛是磷酸铝分子筛系列的一种，它具有较大的比表面积、孔容以及孔径，同时具有热稳定性好、骨架结构稳定，表面呈电中性，易于被修饰等特点，因此较多的应用在催化、裂解、吸附等方面。

分子式类化合物用于卷烟滤嘴中，已有相关报道，但整体来说，对有害成分的去除效果不佳，并且选择性不强；此外报道的制备过程繁琐，生产成本较高。因此如何克服现有技术的不足，研究制备方法简单，对有害成分选择性去除效果好的磷酸铝分子筛，是目前卷烟技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料及其制备方法与应用。本发明在不改变烟支的配方组分的前提下，将该材料作为吸附剂添加于卷烟滤嘴中部，利用材料有序的孔道结构及掺杂金属后与氰根离子的络合作用，能够选择性降低烟气中氰化氢和巴豆醛的释放量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料的制备方法，包括如下步骤

步骤（1），CoAPO-11初始凝胶的配制：将正磷酸水溶液加入异丙醇铝水溶液中，搅拌1.9～2.1h，在搅拌状态下，逐滴加入乙酸钴水溶液，加完后继续搅拌28～32min，之后在搅拌的状态下，逐滴加入二异丙胺，加完后继续搅拌1.9～2.1h，即得到CoAPO-11初始凝胶；

其中，乙酸钴、异丙醇铝、正磷酸、二异丙胺和水的总用量的摩尔比为x:y:1:1: 79～81，其中x+y=1，x=0.02～0.1；

所述的水的总用量为正磷酸水溶液中所含水的量、异丙醇铝水溶液所含水的量与乙酸钴水溶液所含水的量之和；

步骤（2），晶化、干燥及焙烧：将步骤（1）制备好的CoAPO-11初始凝胶加入以聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，在180℃～200℃的温度下晶化24h～48h后，自然冷却至室温，之后用水洗涤3～5次，置于80℃～110℃烘箱中干燥5h～7h，取出，研磨成粒径在80目～100目之间的细粉，最后将细粉在马弗炉中焙烧，得到CoAPO-11分子筛，即含钴的改性磷酸铝分子筛烟气吸附材料；

所述的焙烧程序为按5℃/min的升温速率将温度升至200℃，再按1℃/min的升温速率将温度升至350℃保温1.9～2.1h，然后再按5℃/min的升温速率将温度升至550℃保温1～5h。

进一步，优选的是，配制正磷酸水、异丙醇铝水溶液和乙酸钴水溶液所采用的水均为蒸馏水。

进一步，优选的是，步骤（2）中水洗时，采用去离子水洗涤。