CN1059267A

CN1059267A - 香烟焦油特效吸附剂及生产工艺

Info

Publication number: CN1059267A
Application number: CN 90107292
Authority: CN
Inventors: 刘作程; 姚世杰
Original assignee: CHANGCHUN TRAINING SCHOOL OF METALLURGY AND GEOLOGY
Current assignee: CHANGCHUN TRAINING SCHOOL OF METALLURGY AND GEOLOGY
Priority date: 1990-08-25
Filing date: 1990-08-25
Publication date: 1992-03-11

Abstract

一种香烟焦油特效吸附剂及生产工艺。它是对香烟过滤材料的研究。其方法是利用几种非金属矿物料配方制成可代替目前的活性炭为吸附剂的复合滤嘴，本发明对香烟烟气中的毒害气体具有明显的降低效果。吸附能力强，而且保持了香烟的应当有的烟味。利用该发明可对环境保护方面产生影响，能降低有毒气体对人的危害，它的原料来源充足，而且生产工艺简单易行，可大大降低生产产品的成本。

Description

本发明是对卷烟的过滤材料及其生产工艺的研究。

人所共知的香烟中含有多种对人体有毒害作用的物质。如：

蒽、苯并（b）、苯并（K）、苯并（a）芘，茚并（123-cd）芘，苯并（ghi）苝和三甲基胆蒽等物质。其中，特别能苯并（a）苝是一种特强的致癌物质。这些物质都产生在香烟焦油中，因此人吸入香烟烟气后会使人体受到极大的危害，故为降低香烟烟气（焦油）中的毒害气体以减少对人体的毒害作用。国内外都采取了相应的措施，但目前存在的主要问题有：单独采用醋酸纤维丝束滤咀仍无法使烟气中的焦油含量降到低焦油的标准，为提高对香烟烟气中焦油的吸附性能，国内外又进一步采用丝束中加入吸附剂（如活性炭，二氧化钛、硅酸钙，硅酸镁，高岭土，聚丙烯腈，硅胶等物质）制成复合滤咀。但仍然有的使焦油下降幅度不大，而使烟碱却产生了大幅度地下降。

因而又使香烟没有应当具有的烟味。

有的虽然使香烟中的焦油含量降低了，但对焦油中的所含有的特强致癌物质-苯并（a）芘吸附量甚微，故相对地提高了苯并（a）芘的浓度，反而更加强了对人体的危害，有的采用空气稀释法（激光打孔，薄卷烟纸）与减少燃烧物（膨胀烟丝）的技术措施，虽可使香烟烟气中的焦油含量有所下降，但是此法存在的主要问题是：滤咀采用激光（或静电）打孔与烟丝膨胀等工艺提高了成本，且由于烟气中的毒害气体无实质性的降低，故对环境的污染甚大（特别是苯并（a）芘的污染，有的试图采用中草药降低其焦油含量，但经反复试验亦未达到予想的效果。所以如何解决既要降低香烟中的毒害气体，又要保持香烟烟味是目前国际烟草行业中所要解决的关键。

本发明的目的是：用新的物质为配方原料制成吸附剂，以克服用活性炭等物质为吸附剂制成复合过咀所存在的问题。

本发明的技术方案为：

1.技术配方

主要成分重量百分比

天然钙蒙脱石 30%

天然斜发佛石 55%

丝光佛石 5%

其余成分

方英石 3%

透长石 4%

钾长石 3%

2.配方中总的化学成分：

化学式重量百分比

SiO₂74%

TiO₂0.07%

AL₂O₃12%

Fe₂O₃0.9%

FeO 0.6%

CaO 1.5%

MgO 0.4%

Na₂O 1.1%

K₂O 4.7%

灼失 4.4%

实际应用时，一般不应与该化学成分相差0.5～1%。

3.交换性能的测定要求

配料中NH⁺ ₄交换量100-118毫克当量/100克，吸兰量10～13克/100克，其中蒙脱石的交换量应在20-27毫克当量/100克，佛石交换量应在80～90毫克当量/100克。

4.制作工艺

按技术配方要求先选好原料→共同磨碎→过筛得100目与小于180目两种磨碎原料→活化液浸渍（100目的用10%的H₂SO₄浸泡，小于180目的用5%的H₂SO₄浸泡）均在常温下浸泡24小时→洗涤清除杂质，并使其pH＜5→在300℃条件下烘干，即制成成品。

如上述配方及工艺实现了本发明的技术构思，其技术构思及原理如下：

一、提高配方物质的解毒与吸附性能。

利用磺化反应解毒。有毒的有机化合物引入磺酸基（-SOSH）后，可使致癌物失去致癌性。如致癌物苯胺和乃萘胺引入磺酸基后，所形成的化合物均无致癌性。例

故考虑用H₂SO₄活化配方物质提高解毒与吸附性能。虽采用同一活化液浸渍（H₂SO₄）但对配方中的不同物质（斜发佛石，钙蒙脱石）所产生的活化效果与特点均有所不同，因此可利用它们相互之间的综合性能达到解决技术难题的目的。现将配方物质中经同一活化液浸渍-H₂SO₄处理后所产生的作用分别加以说明，

斜发佛石：它含有32个佛石水，它对吸附性，阳离子交换性能极有意义。该佛石的主要通道自由直径为：2.7×5.7

（为通道中最窄处的最大直径），其通道体系成两度空间，其通道是由四石体中的氧围成的，四石体连成的环形如规则则孔道大，如变形则孔道小，孔径是以O^2-为球形加以计算的，O^2-的半径为1.35

。但O^2-的半径是随着配位情况，配位阳离子热力条件的变化，外界原子与分子动能的不同以及有、无吸附分子等的影响而发生变化的。在常温下其孔径变化范围约在0.1～0.2

，温度升高时其变动更大。脱水或部分脱水的佛石其阳离子可产生位移，故具有高度的化学活泼性而可作为催化剂。斜发佛石经H₂SO₄浸渍后，可使佛石改型成H型佛石而增强它对毒害气体的吸附速度。由于有SO₃H的存在又可使有机毒害物质产生磺化而解毒，在最后加温过程又可使孔道直径产生变化而增大，并由于使其产生部分脱水，使其中的阳离子发生位移，而使其具有高度的化学活泼性，如：其中的K⁺，Na⁺等离子，进而可防止过多的烟碱转变成生物盐，而使香烟不失去应具有的烟味，钙蒙脱石经酸处理后，可使其中的出溶铝增加，以及在原料磨碎过程中可使其构造产生破坏而改变其性能等等。这样可使配方物质的离子交换性能、反应速度，催化作用，吸附作用等均会产生明显的增强。同时使配方物质不论大的有机分子，还是小的有机分子包括无机的分子或离子，以及存带正电荷的情况下或带负电荷的情况下均可产生前述的某种作用，此外不论分子或离子其半径大或小也都有可能产生吸附等作用。如，钙蒙脱石，其层间do（001）＝15-16

。当其层间吸附有机物质后，构成的蒙脱石-有机复合体，其do可增大到40

；以上。总之，可使解毒与吸附等作用分别在佛石孔道中或蒙脱石的层间以及它们的表面等处产生。

二、保持烟草行业要求的必要的烟碱含量的工艺方法。

在烟碱中的N能接受H与酸作用而生成盐，易溶于水，乙醇而不溶于其他有机溶剂中，遇碱又可能变为激离的生物碱。

配方物质中的斜发佛石中含K₂O+Na₂O一般为5～6%，它在H⁺的作用下可被交换出来而有附于配方物质的表面。这样就会减少烟碱转化为生物盐的作用，从而达到保持烟碱必要含量的目的。此外，特强致癌物质-苯并（a）芘，它具有在碱性介质中稳定，而在酸性介质中不稳定的性质，与能被带正电荷的氢氧化铁，氢氧化铝吸附的性能。而在配方中亦具备这一条件。如蒙脱石自身就含有氢氧化铁，在经酸处理后又可增多带正电的氢氧化铝〔Al（OH）₂〕⁺。

采用本发明的技术配方制成的有效吸附剂其原料成本低，与采用活性炭相比每吨产品其销售价格可下降25～30%，并且材料来源充足。工艺过程简单易行，吸附效果显著，主要表现在：焦油下降值为4。35毫克/克，苯并（a）芘下降值为163。46毫微克/支，下降率75。88%，烟碱下降值只为0。14毫克/支。该吸附附不但可使吸烟者减少毒害，同时亦可净化香烟毒害气体对环境的污染方面，对环境的治理有着广阔的前景。

Claims

1、一种香烟特效吸附剂，其特征在于：

a。配方

原料重量百分比

天然钙蒙脱石 25%～30%

天然斜发佛石 50%～55%

丝光佛石 4%～5%

方英石 2%～3%

透长石 3%～4%

钾长石 2%～3%

b。化学成分及交换性能

成分 SiO₂TiO₂Al₂O₃Fe₂O₂FeO

重量百分比 74% 0.07% 12% 0.9% 0.6%

CaO MgO Na₂O K₂O 灼失

1.5% 0.4% 1.1% 4.7% 4.4%

配料中NH⁺ ₄交换量100～118毫克当量/100克；吸兰量10～13克/100克，其中蒙脱石的交换量应在20～27毫克当量/100克；佛石交换量应在80～90送克当量/100克。

2、根据权利要求1所述的香烟特效吸附剂及生产工艺为：

选好原料→共同磨碎→过筛得100目与小于180目两种磨碎原料→活化液浸渍（100目的用10% H₂SO₄浸泡，小于180目的用5%的H₂SO₄浸泡）均在常温下浸泡24小时→洗涤清除杂质，并使用pH＜5→在300℃条件下烘干。