一種脫除no的香煙濾嘴添加劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫除NO的香煙濾嘴添加劑的制備方法，是針對香煙煙霧中含有二氧化硫、甲醛、一氧化氮有害物質(zhì)的情況，采用活性碳纖維氈做原料，硝酸鈰、硝酸銅做活性組分前驅(qū)體，采用超聲浸漬，在氮氣保護下，經(jīng)微波焙燒，制成香煙濾嘴添加劑，此制備方法工藝先進，數(shù)據(jù)準確翔實，產(chǎn)物為黑色薄片，薄片厚度≤1mm，長度和寬度均≤10mm，活性碳纖維氈表面存在-C=C-、-OH和-C-O-有機官能團，各活性組分以納米顆粒形式均勻分散，其中銅元素以晶體Cu2O、金屬單質(zhì)Cu及無定型狀態(tài)的CuO共存，Cu2+與低價態(tài)銅組分的相對原子百分比為42.1:57.9，鈰以Ce3+和Ce4+價共存，相對原子含量比Ce3+/Ce4+=55.5/44.5，對香煙煙霧的過濾效果好，對一氧化氮的脫除率達71.9％，對SO2的脫除率為60%。
【專利說明】一種脫除NO的香煙濾嘴添加劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫除NO的香煙濾嘴添加劑的制備方法，屬香煙濾嘴添加劑的制備及應(yīng)用的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]香煙煙霧成分復(fù)雜，含有多種有害物質(zhì)，包括焦油、尼古丁、一氧化氮、一氧化碳、甲醛、二氧化硫等，其中，一氧化氮可以破壞人體內(nèi)的氧化和抗氧化平衡，加快體內(nèi)氧化和過氧化過程，對人體器官造成傷害，因此需要對其脫除；香煙煙霧中一氧化氮的脫除可以采用在香煙濾嘴中加入合適的添加劑的方法，主要通過選擇性吸附和選擇性催化反應(yīng)兩種手段，選擇性吸附主要利用生物活性添加劑的特殊官能團和特殊結(jié)構(gòu)，或具有大量納米微孔結(jié)構(gòu)、大比表面積的活性炭、沸石的吸附作用；選擇性催化則多使用鈀、金、鉬等貴金屬作為催化劑的活性成分，但成本高，難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]活性碳纖維氈，是以黏膠基纖維、聚丙烯腈纖維等作為原料制氈，后經(jīng)預(yù)氧化、碳化、活化，制備而成，是一種氈布形式的活性碳纖維材料；與傳統(tǒng)的活性碳材料相比，活性碳纖維氈不僅具有微孔含量豐富，比表面積大，吸附、脫附速度快，表面存在大量有機官能團的優(yōu)勢，且應(yīng)用更加方便靈活，可以剪裁成片，經(jīng)改性處理，負載活性成分，制備成復(fù)合濾嘴添加劑，直接嵌入香煙濾嘴與煙草之間，達到對香煙煙霧中一氧化氮、二氧化硫、甲醛等有害物質(zhì)選擇性濾除的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的
[0005]本發(fā)明的目的是針對【背景技術(shù)】的情況，是以活性碳纖維氈做原料，以硝酸鈰、硝酸銅做活性組分前驅(qū)體，采用超聲浸潰、微波焙燒的方法，制成香煙濾嘴添加劑，以大幅度提高香煙濾嘴對一氧化氮的脫除效果。
[0006]技術(shù)方案
[0007] 本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為:活性碳纖維氈、硝酸鈰、硝酸銅、硝酸、去離子水、氮氣，其準備用量如下:以克、毫升、厘米3為計量單位
[0008]沽性碳纖維+ : C I20mmX ImmX 120mm0.6g士0.0ig
硝酸Ce(NO3)i.6H200,07g±0,001g
硝酸 II; Cu(NO3)2IH2O0.383g±0.001g
Al酸； HNO3200mL±l0mL 去離子水:H2O2000mL±50mL
氮氣 t N2I OOOOcm3土 I OOcm3
[0009]制備方法如下:
[0010](I)、精選化學(xué)物質(zhì)材料
[0011]對制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料要進行精選，并進行質(zhì)量純度、含量、濃度控制:
[0012]
活性碳纖維氈:罔態(tài)岡體比麵枳I200m2/g、含硪量93%
硝酸鈰； 固態(tài)固體99.9%
11酸領(lǐng)； PI態(tài)固體99.9%
硝酸:液態(tài)液體濃度 20% 去離子水: 液態(tài)液體99.99%
M氣:氣態(tài)氣體99.99%
[0013]
[0014](2)、預(yù)處理活性碳纖維氈
[0015]①、剪切活性碳纖維氈
[0016]用剪刀剪切活性碳纖維租,成片狀,使其尺寸為1mmXlmmXlOmm;
[0017]②、硝酸改性處理活性碳纖維氈
[0018]將剪切后的活性碳纖維氈置于錐形瓶中，加入硝酸10mL,在25°C下浸泡2h ;然后將錐形瓶密封，移至水浴鍋中，進行水浴加熱，加熱溫度80°C，加熱時間1.5h，進行氧化處理；
[0019]③、洗滌
[0020]將氧化后的活性碳纖維氈取出，置于燒杯中，加入去離子水200mL，攪拌洗滌1min ;去離子水洗滌重復(fù)進行5次，洗滌后呈中性；
[0021]④、真空干燥
[0022]將洗滌后的活性碳纖維氈置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥溫度80°C，真空度-0.08MPa，干燥時間5h，干燥后為硝酸改性的活性碳纖維氈；
[0023](3)、配制硝酸鈰、硝酸銅混合水溶液
[0024]稱取硝酸鈰0.07g±0.0Olg、硝酸銅 0.383g±0.0Olg,量取去離子水 5mL±0.1mL,一并加入燒杯中；然后將燒杯置于超聲波分散器中，進行超聲分散溶解，超聲頻率40kHz，超聲分散時間20min，使其溶解，得硝酸鈰、硝酸銅混合水溶液；
[0025](4)、制備香煙濾嘴添加劑前驅(qū)體
[0026]①、稱取硝酸改性的活性碳纖維氈0.201g±0.0Olg,置于石英容器中，將
1.8mL±0.1mL硝酸鈰、硝酸銅混合水溶液均勻噴灑在活性碳纖維氈表面；
[0027]②、將盛有活性碳纖維氈的石英容器置于超聲波分散器中，進行超聲分散，超聲分散頻率40kHz，超聲分散時間30min ；
[0028]③、真空干燥，將盛有活性碳纖維氈的石英容器置于真空干燥箱中，干燥溫度80°C，真空度-0.08MPa，干燥時間6h，干燥后為香煙濾嘴添加劑前驅(qū)體；
[0029](5)、微波加熱焙燒
[0030]香煙濾嘴添加劑的加熱焙燒是在微波焙燒爐中進行的，是在微波加熱、氮氣保護下完成的；
[0031]①、將盛有香煙濾嘴添加劑前驅(qū)體的石英容器置于微波焙燒爐內(nèi)的保溫槽中，并密閉；
[0032]②、開啟微波焙燒爐的真空泵，抽取爐內(nèi)空氣，使爐內(nèi)真空度達到-0.09MPa ；
[0033]③、開啟氮氣瓶 ，向微波焙燒爐內(nèi)輸入氮氣，氮氣輸入速度150cm3/min,使爐內(nèi)真空度為-0.05MPa，然后關(guān)閉氮氣瓶，停止輸入氮氣；
[0034]④、打開微波焙燒爐的外水循環(huán)冷卻管，進行外水循環(huán)冷卻；
[0035]⑤、開啟微波焙燒爐的微波加熱器，進行微波加熱，加熱溫度550°C ±2°C，恒溫、保溫20min ；
[0036]在加熱、恒溫、保溫、氮氣保護過程中，香煙濾嘴添加劑前驅(qū)體將進行組合反應(yīng)，其反應(yīng)過程式如下:
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種脫除NO的香煙濾嘴添加劑的制備方法，其特征在于: 使用的化學(xué)物質(zhì)材料為:活性碳纖維氈、硝酸鈰、硝酸銅、硝酸、去離子水、氮氣，其準備用量如下:以克、毫升、厘米3為計量單位
2.根據(jù)專利要求1所述的一種脫除NO的香煙濾嘴添加劑的制備方法，其特征在于:香煙濾嘴添加劑的焙燒是在微波焙燒爐中進行的，是在微波加熱、氮氣保護下完成的； 微波焙燒爐為立式，微波焙燒爐(1)的下部為電控箱(4)，內(nèi)部為爐腔(2)，在爐腔(2)的下部設(shè)有旋轉(zhuǎn)工作臺(3)，在微波焙燒爐(1)的內(nèi)壁上設(shè)有微波加熱器(20)，在旋轉(zhuǎn)工作臺⑶上置放保溫槽(21)，在保溫槽(21)內(nèi)置放石英容器(18)，在石英容器(18)內(nèi)置放香煙濾嘴添加劑(19)，爐腔(2)內(nèi)由氮氣(13)充填；在微波焙燒爐⑴的上部設(shè)有溫度傳感器(22);在微波焙燒爐(I)的左部設(shè)有氮氣瓶(10)，氮氣瓶(10)聯(lián)接氮氣管(12)、氮氣閥(11)，并向爐腔⑵內(nèi)輸入氮氣(13);在微波焙燒爐⑴的右上部設(shè)有出氣管閥(17)；在微波焙燒爐(I)的右部設(shè)有真空泵(14)，真空泵(14)通過真空閥(15)、真空管(16)與爐腔(2)聯(lián)通；在微波焙燒爐(I)外部周邊設(shè)有外水循環(huán)冷卻管(25)，在外水循環(huán)冷卻管(25)的左上部設(shè)有外水循環(huán)出水閥(24)，在外水循環(huán)冷卻管(25)的右下部設(shè)有外水循環(huán)進水閥(23);在電控箱(4)上設(shè)有液晶顯示屏(5)、指示燈(6)、電源開關(guān)(7)、真空泵控制器(8)、微波加熱控制器(9)。
【文檔編號】C08K7/06GK104031294SQ201410183137
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月1日
【發(fā)明者】林建英, 趙秋勇, 梁金蕊, 孫肖, 王士奎, 毛海欣, 樊惠玲, 任軍 申請人:太原理工大學(xué)