CN103859590B - 可同时降低主流烟气中co和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂及制备方法和应用，本发明将MoC应用于制备安全无毒、成本低廉的卷烟滤棒添加剂，添加在卷烟滤棒中可有效选择性降低卷烟主流烟气中CO释放量，进一步将纳米MoC负载在多孔固体颗粒上制成卷烟滤棒添加剂可有效同时降低卷烟烟气中的焦油和一氧化碳释放量；卷烟滤棒添加剂的制备方法是，将纳米MoC和多孔固体颗粒载体分散在水中后，搅拌均匀，烘干，即得卷烟滤棒添加剂；该制备方法简单，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂及制备方法和应用，属于卷烟制造领域。
背景技术
研究发现，卷烟烟气中的主要有害物质包括：一氧化碳、氮氧化物、酚类、挥发性羰基化合物、氢氰酸、烟草特有亚硝胺和一些杂环化合物等。其中CO含量和卷烟焦油释放量最高，对人体危害也较大。一氧化碳（CO）一经吸入，即与人体血液中的血红蛋白结合，一般认为，一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧气与血红蛋白的亲和力大230-270倍，而碳氧血红蛋白的解离比氧合血红蛋白慢3600倍，碳氧血红蛋白不仅本身无携带氧的功能，它的存在还影响氧合血红蛋白的离解，于是人体组织受到双重的缺氧作用，最终导致人体缺氧。对于吸烟者，其冠心病的发病率偏高。因此，如何选择降低和消除卷烟烟气中一氧化碳等有害成分对提高卷烟吸食的安全性至关重要，也日益受到人们的关注。
近年来，人们在降低卷烟烟气中CO释放量方面开展了大量研究。采用的方法主要有：增加卷烟纸透气度来稀释烟气浓度、使用复合滤嘴通过吸附截留CO、添加膨胀烟丝或烟草薄片以减少烟丝用量、以及使用催化剂将CO转化为CO2等。1997年，美国专利报道[U.S.Patent,5671758]将V2O5、Mo2O3等金属氧化物作为催化剂负载在活性炭或其它过滤材料上再添加到滤嘴中，使烟气中的CO氧化为CO2。吕功煊等发明了一种可降低卷烟主流烟气中一氧化碳释放量的纳米贵金属催化剂[CN1460548]，主流烟气一氧化碳释放量可降低20-45%。如何降低烟气中一氧化碳含量的新材料和新方法的研究与开发一直是该领域的热点问题。
发明内容
本发明的第一个目的是在于提供MoC的在卷烟中的应用，将MoC应用于制备可有效选择性降低卷烟主流烟气中一氧化碳释放量的卷烟滤棒添加剂。
本发明的第二个目的是在于提供一种安全无毒、结构简单、低成本，可有效同时降低卷烟主流烟气中焦油和一氧化碳含量的卷烟滤棒添加剂。
本发明的第三个目的是在于提供一种操作简单、成本低制备所述卷烟滤棒添加剂的方法。
本发明的第四个目的是在于提供所述卷烟滤棒添加剂在卷烟中的应用，添加在卷烟滤棒中可有效同时降低卷烟烟气中一氧化碳和焦油释放量。
本发明提供了MoC的应用，该应用是将纳米MoC应用于制备可选择性降低卷烟主流烟气中CO释放量的卷烟滤棒添加剂。
所述的纳米MoC负载在固体颗粒载体上制成固体颗粒状卷烟滤棒添加剂。
所述的纳米MoC在固体颗粒载体上的负载量为0.1～3wt%；优选为1～2wt%。
所述的固体颗粒载体粒度大小为40～60目。
所述的固体颗粒载体优选为多孔固体颗粒载体；进一步优选为活性炭颗粒、壳聚糖颗粒、海藻酸钠颗粒中的一种或几种。
本发明还提供了一种可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂，该卷烟滤棒添加剂由纳米MoC负载在多孔固体颗粒载体上构成；所述的纳米MoC在固体颗粒载体上的负载量为0.1～3wt%；所述的多孔固体颗粒载体为活性炭颗粒、壳聚糖颗粒、海藻酸钠颗粒中的一种或几种。
所述的纳米MoC在多孔固体颗粒载体上的负载量优选为1～2wt%。
所述的多孔固体颗粒载体粒度大小为40～60目。
本发明还提供了一种所述的可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂的制备方法，该方法是将纳米MoC和多孔固体颗粒载体分散在水中后，搅拌均匀，烘干，即得。
所述的搅拌时间为8～17h。
所述的烘干温度为90～120℃。
所述的烘干时间为2～14小时。
本发明还提供了一种所述的可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂的应用，该应用是将所述的卷烟滤棒添加剂添加到卷烟滤棒中应用于降低主流烟气中焦油和CO释放量。
所述的卷烟滤棒添加剂在卷烟滤棒中的添加量为20～40mg/支。
所述的卷烟滤棒添加剂添加在卷烟滤棒的丝束中和/或添加在滤棒丝束和烟支烟丝的界面处。
本发明的纳米MoC采用用溶胶-凝胶法合成：以(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料，乙二醇甲醚为溶剂，冰乙酸为稳定剂，在硝酸的催化下制备出凝胶先驱体，再将制得的先驱体于氩气环境中经高温还原得到纳米MoC粉体。
本发明的有益效果：本发明首次将纳米MoC应用于卷烟滤棒添加剂的制备，获得的卷烟滤棒添加剂添加在滤棒丝束中和/或添加在滤棒丝束和烟支烟丝的界面处，可有效选择性降低卷烟主流烟气中的一氧化碳的释放量。本发明进一步将纳米MoC负载在活性炭颗粒、壳聚糖颗粒、海藻酸钠颗粒等多孔固体颗粒上制备固体颗粒添加剂，发现制得的固体添加剂添加在卷烟滤棒丝束中和/或添加在滤棒丝束和烟支烟丝的界面处可有效同时降低卷烟烟气中一氧化碳和焦油释放量。本发明的卷烟滤棒添加剂对卷烟主流烟气中一氧化碳释放量降低达21.3%，同时焦油释放量降低量达15.7%。本发明的卷烟滤棒添加剂安全无毒，成本低，制备方法简单，适合工业化生产。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明内容，而不是对本发明保护范围的进一步限定。实施例1
采用现有技术中的溶胶-凝胶法合成纳米碳化物MoC。称活性炭98g，加入100mL蒸馏水中，搅拌均匀，再加入1g纳米碳化物MoC，搅拌10小时，将湿润颗粒物移入烘箱中，100℃条件下烘10小时使物料充分干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40～60目颗粒待用。
将制得的添加剂以20mg/支添加到卷烟过滤嘴丝束中，烟气检测结果表明：该材料可有效降低烟气中CO释放量13.3%，焦油11.4%。
实施例2
采用现有技术中的溶胶-凝胶法合成纳米碳化物MoC。称壳聚糖90g，加入100mL蒸馏水中，搅拌均匀，再加入1.5g纳米碳化物MoC，搅拌15小时，将湿润颗粒物移入烘箱中，110℃条件下烘8小时使物料充分干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40～60目颗粒待用。
将制得的添加剂以30mg/支添加到卷烟过滤嘴丝束中，烟气检测结果表明：该材料可有效降低烟气中CO释放量16.5%，焦油12.7%。
实施例3
采用现有技术中的溶胶-凝胶法合成纳米碳化物MoC。称海藻酸钠90g，加入100mL蒸馏水中，搅拌均匀，再加入2.0g纳米碳化物MoC，搅拌15小时，将湿润颗粒物移入烘箱中，115℃条件下烘7小时使物料充分干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40～60目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴丝束中，烟气检测结果表明：该材料可有效降低烟气中CO释放量19.2%，焦油14.3%。
实施例4
采用现有技术中的溶胶-凝胶法合成纳米碳化物MoC。称海藻酸钠100g，加入100mL蒸馏水中，搅拌均匀，再加入3.0g纳米碳化物MoC，搅拌15小时，将湿润颗粒物移入烘箱中，115℃条件下烘7小时使物料充分干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40～60目颗粒待用。
将制得的添加剂以35mg/支添加到卷烟过滤嘴丝束中，烟气检测结果表明：该材料可有效降低烟气中CO释放量21.3%，焦油15.7%。
实施例5
采用现有技术中的溶胶-凝胶法合成纳米碳化物MoC。称海藻酸钠50g，加入100mL蒸馏水中，搅拌均匀，再加入0.5g纳米碳化物MoC，搅拌15小时，将湿润颗粒物移入烘箱中，120℃条件下烘3小时使物料充分干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40～60目颗粒待用。
将制得的添加剂以30mg/支添加到卷烟过滤嘴的滤棒丝束和烟支烟丝的界面处，烟气检测结果表明：该材料可有效降低烟气中CO释放量5.1%，焦油3.4%。
Claims (17)
1.MoC的应用，其特征在于，将纳米MoC应用于制备可选择性降低卷烟主流烟气中CO释放量的卷烟滤棒添加剂。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的纳米MoC负载在固体颗粒载体上制成固体颗粒状卷烟滤棒添加剂。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的纳米MoC在固体颗粒载体上的负载量为0.1～3wt％。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的纳米MoC在固体颗粒载体上的负载量为1～2wt％。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的固体颗粒载体粒度大小为40～60目。
6.根据权利要求2～5任一项所述的应用，其特征在于，所述的固体颗粒载体为多孔固体颗粒载体。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的多孔固体颗粒载体为活性炭颗粒、壳聚糖颗粒、海藻酸钠颗粒中的一种或几种。
8.一种可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂，其特征在于，由纳米MoC负载在多孔固体颗粒载体上构成；所述的纳米MoC在固体颗粒载体上的负载量为0.1～3wt％；所述的多孔固体颗粒载体为活性炭颗粒、壳聚糖颗粒、海藻酸钠颗粒中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的卷烟滤棒添加剂，其特征在于，所述的纳米MoC在多孔固体颗粒载体上的负载量为1～2wt％。
10.根据权利要求8所述的卷烟滤棒添加剂，其特征在于，所述的多孔固体颗粒载体粒度大小为40～60目。
11.一种根据权利要求8～10任一项所述的可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂的制备方法，其特征在于，将纳米MoC和多孔固体颗粒载体分散在水中后，搅拌均匀，烘干，即得。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述的搅拌时间为8～17h。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述的烘干温度为90～120℃。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述的烘干时间为2～14小时。
15.一种根据权利要求8～10任一项所述的可同时降低主流烟气中CO和焦油释放量的卷烟滤棒添加剂的应用，其特征在于，应用于降低主流烟气中焦油和CO释放量。
16.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，所述的卷烟滤棒添加剂在卷烟滤棒中的添加量为20～40mg/支。
17.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，所述的卷烟滤棒添加剂添加在卷烟滤棒的丝束中和/或添加在滤棒丝束和烟支烟丝的界面处。
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