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1、(10)申请公布号 CN 102941058 A(43)申请公布日 2013.02.27CN102941058A*CN102941058A*(21)申请号 201210462509.9(22)申请日 2012.11.16B01J 20/06(2006.01)B01J 20/30(2006.01)A24D 3/06(2006.01)(71)申请人湖南中烟工业有限责任公司地址 410007 湖南省长沙市雨花区万家丽中路三段188号(72)发明人秦亮生 银董红 刘峰(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所 43114代理人魏娟(54) 发明名称一种介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂及制备和应用(57) 摘要。
2、本发明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0.030.07:1;所述的吸附剂比表面为160220m2/g,孔径为3.05.0nm;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13h,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。(51)Int.Cl.权利要求书1页 。
3、说明书3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页1/1页21.一种介孔氧化铁-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0.030.07:1;所述的吸附剂比表面为160220m2/g,孔径为3.05.0nm。2.一种制备介孔氧化铁-二氧化钛复合物的制备方法,其特征在于,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13h,过滤、将滤渣干燥、焙烧,获得产物。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,硫酸钛和铁源以Fe:Ti为摩尔比0.03。
4、0.07:1的量加入。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,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。5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的壳聚糖溶液为壳聚糖醋酸溶液,其中醋酸占所述溶液的体积百分比含量为515%,壳聚糖在所述溶液中的浓度为50100g/L。6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,焙烧温度为500600;焙烧时间为12h。7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,焙烧温度为550;焙烧时间为1.5h。8.一种17任一项所得的介孔氧化铁-二氧化钛复合物的应用,其特征在于,将具有介孔结构的氧化铁-二氧化钛复合物作为吸附剂应。
5、用于降低卷烟烟气中的氢氰酸。9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,将所述的复合物压片、过筛,选取4060目颗粒,分散于卷烟滤棒的醋酸纤维丝束中。.10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,制成每支滤棒中含吸附剂1530mg的二元复合滤棒。权 利 要 求 书CN 102941058 A1/3页3一种介孔氧化铁 - 二氧化钛吸附剂及制备和应用技术领域0001 本发明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。背景技术0002 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。
6、及使用催化剂等。20世纪80年代初,日本的市川清司发明了一种含有浸渍螯合了亚铁离子的原卟啉类化合物溶液的活性炭滤嘴U.S.Patent 4414988,可有效去除烟气中的CO、苯并a芘及氢氰酸等。孟昭宇等发明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CN101077223,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(WO99/11358(1999)),研发出了一种该性活性炭吸附剂,可以有。
7、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。0003 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。0004 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。发明内容0005 本发明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。
8、附剂。0006 本发明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。0007 本发明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。0008 本发明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0.030.07:1;所述的吸附剂比表面为160220m2/g,孔径为3.05.0nm。0009 本发明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。
9、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13h,过滤、将滤渣干燥、焙烧,获得产物。说 明 书CN 102941058 A2/3页40010 上述制备方法中硫酸钛和铁源以Fe:Ti为摩尔比0.030.07:1的量加入。0011 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。0012 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515%,壳聚糖在所述溶液中的浓度为50100g/L。0013 上述制备方法中焙烧温度为500600,优选为550;焙烧时间为12h,优选为1.5h。0014 本发明还提供了一种如上所述。
10、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。0015 上述所述的应用是将所述的吸附剂压片、过筛,选取4060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1530mg的二元复合滤棒。0016 本发明中介孔氧化铁-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50100g/L壳聚糖的CH3COOH溶液(醋酸体积比含量为515%)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1.53小时。然后过滤,常温下干燥1236小时。空气气氛中在5。
11、00600下煅烧12小时,得到产物。0017 将制得的介孔氧化铁-二氧化钛吸附剂压片、过筛,选取4060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1530mg0018 本发明的有益效果:0019 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。本发明所述的介孔氧化铁-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Fe2O3/TiO2,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;。
12、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。本发明制备简单,操作方便,成本低。具体实施方式0020 以下实施例旨在进一步说明本发明而不是对本发明的限定。0021 实施例10022 将4.02g Ti(SO4)29H20和0.09g硝酸亚铁(无水)溶解于5ml去离水中,然后倒入含有0.75g壳聚糖的10ml CH3COOH溶液(10%V/V)中,搅拌均匀。然后再将此溶液缓慢加到100ml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煅烧1.5小时得到产物,标记为meso-Fe2O3-TiO2。用低温N2吸附-脱附方法测定meso-Fe2。
13、O3-TiO2的比表面为207m2/g,平均孔径为3.9nm;0023 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 COA200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%。说 明 书CN 102941058 A3/。
14、3页50024 实施例20025 将实施例1中的硝酸亚铁用量改为0.04g,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,本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降9.3%。0026 实施例30027 将实施例1中的硝酸亚铁用量改为0.12g,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4060目颗粒分散于醋纤丝束中,制成卷烟二元复合。
15、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,本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降27.9%。0028 实施例40029 将实施例1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4.1nm;将所制备的吸附剂压片、过筛,选取4060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,本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降27.4%。0030 实施例50031 将实施例1中的硝酸亚铁改为氯。
16、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/g,平均孔径为4.2nm选取4060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,本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降23.8%。0032 实施例60033 将实施例1中的硝酸亚铁改为柠檬酸亚铁和硝酸亚铁混合物,其他条件不变,所制备吸附剂比表面为200205m2/g,平均孔径为4.04.1nm;将所制备吸附剂压片、过筛,选取4060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,本发明所制备的吸附剂可使主流烟气中氢氰酸含量下降24.7%。说 明 书CN 102941058 A。