CN102499481A - 一种降低卷烟主流烟气氢氰酸含量的吸附剂及制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于卷烟减害降焦领域，涉及一种可降低卷烟主流烟气氢氰酸含量的吸附剂及制备与应用方法。以硅酸钠，硅酸钾为活性组分，以硅胶、活性炭、氧化铝等作为载体，通过浸渍法将活性组分负载于在载体表面，获得负载型吸附剂，将所制备的负载型吸附剂添加到卷烟嘴棒中制备二元复合嘴棒，卷接卷烟，烟气分析表明，含有负载型吸附剂的卷烟，能有效降低烟气中的氢氰酸(HCN)。本发明的吸附剂制备技术简单，适合于工业化生产的要求。

Description

一种降低卷烟主流烟气氢氰酸含量的吸附剂及制备和应用

技术领域

本发明属于卷烟减害降焦领域，具体的说，涉及一种可降低卷烟主流烟气氢氰酸含量的吸附剂及制备和应用方法。

背景技术

卷烟中的氢氰酸主要由氨基酸及相关化合物在700-1000℃裂解产生，含量约为30-200μg/支。采用有效的减害手段，大幅提高卷烟的吸食安全性，是关系到烟草行业的前途和发展的重要课题，具有十分重要的意义。

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，主要方法：打孔、增加透气度、添加膨胀烟丝或烟草薄片、减少烟丝用量、加入助燃剂使烟丝燃烧更完全、以及使用催化剂将氢氰酸转化为无害物质等。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多孔性物质(如活性炭)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))，研发出了一种改性活性炭吸附剂，可以有效吸附HCN等有害物质，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。

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金属，或者是金属氧化物，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，成本高等不足。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可用于降低卷烟主流烟气中氢氰酸吸附剂及制备和应用方法。

一种降低卷烟主流烟气氢氰酸含量的吸附剂是通过浸渍法将活性组分负载于载体表面形成的；所述的活性组分为：硅酸钠，硅酸钾的一种或两种；所述的载体为：硅胶、活性炭、氧化铝中的一种；所述的活性组分在吸附剂中的质量百分数为0.02％～1％。

所述的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将硅酸钠、硅酸钾中的一种或两种溶解于水中，然后将载体添加到此溶液中，混合均匀、干燥制得。

所述的干燥为红外灯照射干燥或者是烘箱干燥。在烘箱中80～100℃温度下干燥，干燥时间为8-15小时。

所述的吸附剂的应用在于，将吸附剂添加到卷烟中，用于降低卷烟主流烟气中氢氰酸含量。具体是将所述的吸附剂压片、过筛，选取40-60目颗粒，分散于卷烟滤棒的醋酸纤维丝束中，与不含吸附剂的醋酸滤棒制成二元复合滤棒，每支滤棒中含吸附剂25～35mg。

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。本发明所述的负载型吸附剂，其突出特点是将活性组分均匀分布在载体表面，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。同时，活性组分的价格非常便宜，大大降低了吸附剂的成本。本发明制备简单，操作方便。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

称0.5克硅酸钠，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克活性炭，混合均匀，然后再放入干燥箱中80℃温度下干燥12小时，自然冷却，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/T 253-2008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35mg/支、30mg/支和25mg/支时，所对应的主流烟气中氢氰酸含量下降幅度分别为38.33％、35.59％和19.98％。

实施例2

称0.5克硅酸钾，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克活性炭，混合均匀，然后再放入干燥箱中80℃温度下干燥12小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂25mg，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17.64％。

实施例3

称0.45克硅酸钠和0.05克硅酸钾，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克活性炭，混合均匀，然后再放入干燥箱中80℃温度下干燥12小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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29.72％。

实施例4

称0.05克硅酸钠和0.45克硅酸钾，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克活性炭，混合均匀，然后再放入干燥箱中80℃温度下干燥12小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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27.99％。

实施例5

称0.5克硅酸钠，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克活性炭，混合均匀，然后再放入干燥箱中100℃温度下干燥8小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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35.15％。

实施例6

称0.5克硅酸钠，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克活性炭，混合均匀，然后再放入干燥箱中80℃温度下干燥8小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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30.13％。

实施例7

称0.5克硅酸钠，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克氧化铝，混合均匀，然后红外灯下照射8小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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45.22％。

实施例8

称0.02克硅酸钠，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入100克硅胶，混合均匀，然后红外灯下照射8小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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9.63％。

实施例9

称0.7克硅酸钠，倒入10ml水中的烧杯中，溶解，然后加入70克氧化铝，混合均匀，然后红外灯下照射8小时，自然冷却，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，每支卷烟滤棒中含吸附剂35mg，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46.73％。

Claims (6)

1.一种降低卷烟主流烟气氢氰酸含量的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂是通过浸渍法将活性组分负载于载体表面形成的；所述的活性组分为：硅酸钠，硅酸钾的一种或两种；所述的载体为：硅胶、活性炭、氧化铝中的一种；所述的活性组分在吸附剂中的质量百分数为0.02％～1％。

2.权利要求1所述的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅酸钠、硅酸钾中的一种或两种溶解于水中，然后将载体添加到此溶液中，混合均匀、干燥制得。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的干燥为红外灯照射干燥或者是烘箱干燥。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在烘箱中80～100℃温度下干燥，干燥时间为8-15小时。

5.权利要求1所述的吸附剂的应用方法，其特征在于，将吸附剂添加到卷烟中，用于降低卷烟主流烟气中氢氰酸含量。

6.根据权利要求5所述的应用方法，其特征在于，将所述的吸附剂压片、过筛，选取40-60目颗粒，分散于卷烟滤棒的醋酸纤维丝束中，制成二元复合滤棒，每支滤棒中含吸附剂25～35mg。