EA008235B1 - Катализатор для уменьшения оксида углерода и оксида азота в основном потоке сигаретного дыма - Google Patents

Катализатор для уменьшения оксида углерода и оксида азота в основном потоке сигаретного дыма Download PDF

Info

Publication number
EA008235B1
EA008235B1 EA200600031A EA200600031A EA008235B1 EA 008235 B1 EA008235 B1 EA 008235B1 EA 200600031 A EA200600031 A EA 200600031A EA 200600031 A EA200600031 A EA 200600031A EA 008235 B1 EA008235 B1 EA 008235B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
nanoscale
metal
particles
oxide
fibrous substrate
Prior art date
Application number
EA200600031A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600031A1 (ru
Inventor
Пин Ли
Фируз Расоули
Мохаммад Хаджалигол
Original Assignee
Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Филип Моррис Продактс С.А. filed Critical Филип Моррис Продактс С.А.
Publication of EA200600031A1 publication Critical patent/EA200600031A1/ru
Publication of EA008235B1 publication Critical patent/EA008235B1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/285Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances characterised by structural features, e.g. particle shape or size
    • A24B15/286Nanoparticles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/281Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances the action of the chemical substances being delayed
    • A24B15/282Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances the action of the chemical substances being delayed by indirect addition of the chemical substances, e.g. in the wrapper, in the case
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/287Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Предлагаются композиции табачной мешки, сигареты, способы изготовления сигарет и способы курения сигарет, использующие катализатор, способный превращать оксид углерода в диоксид углерода и/или оксид азота в азот. Композиции табачной мешки содержат табак и по меньшей мере один катализатор. Предлагаются сигареты, которые содержат табачную мешку, содержащую по меньшей мере один катализатор. Катализатор содержит наномерные частицы металла и/или оксида металла на волокнистой подложке. Катализатор можно получать путем объединения дисперсии наномерных частиц с волокнистой подложкой или путем объединения раствора предшественника металла с волокнистой подложкой и последующей тепловой обработкой волокнистой подложки.

Description

Изобретение в целом относится к способам уменьшения при курении содержания в дыме основного потока таких компонентов, как оксид углерода. Конкретнее, изобретение относится к композициям табачной мешки, к сигаретам, способам изготовления сигарет и к способам курения сигарет, использующим добавку в виде наночастиц, способную уменьшить количество различных компонентов в табачном дыме.
Курительные изделия, такие как сигареты или сигары, образуют при затяжке дым основного потока, а при статическом горении - побочный дым. Одним из компонентов как дыма основного потока, так и побочного дыма является угарный газ - (моно)оксид углерода (СО). Снижение содержания оксида углерода в дыме является желательным.
Катализаторы, сорбенты и/или окислители для курительных изделий описаны в следующих документах: патенты США 6371127 (8шбег и др.), 6286516 (Воетеп и др.), 6138684 (Уатахак! и др.), 5671758 (Коидуеб), 5386838 (Отису III и др.), 5211684 (8йаппоп и др.), 4744374 (БеПстех и др.), 4453553 (Сойп), 4450847 (Оетеп5). 4182348 (8еейо£ег и др.), 4108151 (Магйп и др.), 3807416 и 3720214. В публикациях АО 02/24005, АО 87/06104, АО 00/40104 и в опубликованных заявках США №№ 2002/0002979 А1, 2003/0037792 А1 и 2002/0062834 А1 также упомянуты катализаторы, сорбенты и/или окислители.
Описано использование в табачных продуктах железа и/или оксида железа (см. например, патенты США 4197861, 4489739 и 5728462). Оксид железа описан в качестве окрашивающего агента (например, в патентах США 4119104, 4195645, 5284166) и в качестве регулятора горения (например, в патентах США 3931824, 4109663 и 4195645) и применялся для улучшения вкуса, цвета и/или внешнего вида (например, в патентах США 6095152, 5598868, 5129408, 5105836 и 5101839).
Несмотря на указанные разработки, до настоящего времени остается необходимость в усовершенствованных и более эффективных способах и композициях для уменьшения количества оксида углерода в дыме основного потока курительного изделия.
Предлагаются табачные композиции табачной мешки, наполнители для сигарет и/или сигаретная бумага, сигареты, способы изготовления сигарет и способы курения сигарет, использующие катализаторы для конверсии оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или для конверсии оксида азота в дыме основного потока в азот.
В одном из вариантов осуществления изобретения предлагается композиция табачной мешки, содержащая табак и катализатор для конверсии оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или оксида азота в дыме основного потока в азот, в которой катализатор содержит наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла на волокнистой подложке.
В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается сигарета, содержащая табачную мешку и катализатор, способный превращать оксид углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или оксид азота в дыме основного потока в азот, в которой катализатор содержит наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла на волокнистой подложке.
В дополнительном варианте осуществления изобретения предлагается способ изготовления сигареты, предусматривающий (ί) добавление катализатора к табачной мешке, бумажной сигаретной обертке и/или к сигаретному фильтру, при котором катализатор содержит наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла на волокнистой подложке; (и) подачу в сигаретную машину табачной мешки для образования табачного стержня; (ш) укладку бумажной обертки вокруг табачного столбика для образования табачного стержня; и (ίν) возможно, присоединение сигаретного фильтра к табачному столбику для образования сигареты. Сигареты, полученные согласно изобретению, предпочтительно содержат приблизительно до 200 мг или более катализатора на сигарету.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла содержат металлические элементы, выбранные из группы, состоящей из элементов ΙΒ-νΐΙΒ, VIII, ΙΙΙΑ и ΐνΑ-групп Периодической системы элементов и их смесей. Например, наномерные частицы оксида металла могут содержать оксид железа, гидроксид железа, оксид меди и их смеси.
Наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла могут иметь удельную площадь поверхности от около 20 до 2500 м2/г, средний размер частиц менее чем около 50 нм, предпочтительно менее чем около 10 нм. Несмотря на то, что наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла могут дополнительно содержать углерод, предпочтительно наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла не содержат углерода.
Волокнистая подложка может содержать тугоплавкие карбиды и оксиды, выбранные из группы, состоящей из карбида кремния, связанного с оксидом, карбида бора, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, диоксида титана, оксида иттрия, оксида церия, стекол, диоксида циркония, возможно, стабилизированного оксидом кальция или оксидом магния, и их смесей. Волокнистая подложка может иметь удельную площадь поверхности от около 0,1 до 200 м2/г и может содержать миллиметровые, микронные, субмикронные и/или наномерные волокна.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения наномерные частицы оксида металла содержат оксид железа, гидроксид железа, оксид меди и их смеси. Катализатор можно добавлять к сигарете в количестве, эффективном для конверсии по меньшей мере 10% оксида углерода в дыме ос
- 1 008235 новного потока в диоксид углерода и/или по меньшей мере 10% оксида азота в дыме основного потока в азот. Внутри и/или на волокнистой подложке предпочтительно осаждают менее монослоя наномерных частиц. Например, катализатор, присутствующий в табачной мешке, сигаретной бумаге и/или сигаретном фильтре, может содержать от 0,1 до 50 вес.% наномерных частиц на волокнистой подложке.
Согласно предпочтительному способу катализатор образуется путем (1) объединения наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла и жидкости с образованием дисперсии; (и) объединения дисперсии с волокнистой подложкой; и (ίίί) нагревания волокнистой подложки для удаления жидкости и осаждения наномерных частиц внутри волокнистой подложки и/или на волокнистой подложке.
Согласно еще одному предпочтительному способу катализатор образуется путем (1) объединения предшественника металла и растворителя с образованием раствора предшественника металла; (ίί) контактирования волокнистой подложки с раствором предшественника металла; (ίίί) сушки волокнистой подложки; и (ίν) нагревания волокнистой подложки до температуры, достаточной для термического разложения предшественника металла с образованием наномерных частиц внутри волокнистой подложки и/или на волокнистой подложке. Например, дисперсию наномерных частиц или раствор предшественника металла можно распылять на волокнистую подложку, предпочтительно на нагретую волокнистую подложку. Возможно, дисперсию наномерных частиц можно добавлять к раствору предшественника металла.
Предшественник металла может представлять собой один или более из р-дикетонатов металлов, дионатов металлов, оксалатов металлов и гидроксидов металлов, и металл в предшественнике металла может представлять собой по меньшей мере один элемент, выбранный из ΙΒ-νΐΙΒ, VIII, ΙΙΙΑ и ΐνΑ-групп Периодической таблицы элементов, и их смесей. Жидкости, применяемые для образования дисперсии наномерных частиц, и растворители, применяемые для образования раствора предшественника металла, могут включать в себя дистиллированную воду, пентаны, гексаны, ароматические углеводороды, циклогексаны, ксилолы, этилацетаты, толуол, бензолы, тетрагидрофуран, ацетон, сероуглерод, дихлорбензолы, нитробензолы, пиридин, метиловый спирт, этиловый спирт, бутиловый спирт, альдегиды, кетоны, хлороформ, уайтспириты и их смеси. Предшественник металла можно разлагать до наномерных частиц металла и/или оксида металла путем нагревания до температуры от около 200 до 400°С.
Еще при одном варианте осуществления изобретения предлагается способ курения описанной выше сигареты, который предусматривает раскуривание сигареты с образованием дыма и втягивание дыма через сигарету, при котором во время курения сигареты катализатор действует как катализатор конверсии оксида углерода в диоксид углерода и/или оксида азота в азот.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показаны полученные на сканирующем электронном микроскопе (8ЕМ-изображения) изображения катализатора, полученного согласно варианту осуществления изобретения, при котором наномерные частицы оксида железа осаждают на волокнистую подложку, состоящую из кварцевого волокна.
На фиг. 2 показана каталитическая активность наномерных частиц Ре2О3 (ΝΑΝΘίΑΤ. высокодисперсный оксид железа (8ΡΙ0) от компании МЛСНГ Ιηο., Κίη§ о£ Рти881а, ΡΑ) со средним размером частиц около 3 нм, в сравнении с порошком Ре2О3 (от компании Л14пс11 С11е1шса1 Сотрапу) со средним размером частиц приблизительно 5 мкм.
На фиг. 3 показана температурная зависимость степеней конверсии при применении в качестве катализаторов окисления оксида углерода кислородом наномерных частиц СиО и Ре2О3 с получением диоксида углерода.
Предлагаются табачные композиции табачной мешки, сигареты, способы изготовления сигарет и способы курения сигарет, которые включают в себя применение катализаторов, состоящих из наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла на волокнистой подложке, способных действовать как катализатор конверсии оксида углерода (СО) в диоксид углерода(СО2) и/или оксида азота ЩОХ) в азот (Ν2).
Катализатор способен влиять на скорость химической реакции, например, увеличивать скорость окисления оксида углерода до диоксида углерода и/или увеличивать скорость восстановления оксида азота до азота, не принимая участия в реакции в качестве реагента или продукта реакции. Окислитель способен окислять реагент, например, отдавая кислород реагенту таким образом, что сам окислитель при этом восстанавливается.
«Курение» сигареты означает нагревание или горение сигареты с образованием дыма, который можно втягивать через сигарету. В общем случае курение сигареты предусматривает раскуривание сигареты с одного конца и по мере того, как содержащийся в ней табак подвергается реакции горения, втягивание сигаретного дыма через мундштук сигареты. Сигарету также можно раскуривать другими способами. Например, сигарету можно раскуривать путем нагревания сигареты и/или нагревания с использованием электронагревательных устройств, как описано в совместно переуступленных патентах США №№ 6053176, 5934289, 5591368 и 5322075.
- 2 008235
Термин «дым основного потока» относится к смеси газов, проходящей по табачному стержню и выпускаемой из конца с фильтром, то есть, количество дыма, выпускаемое или втягиваемое через мундштук сигареты при курении сигареты.
Кроме того, компоненты табака, температура и концентрация кислорода внутри сигареты во время курения представляют собой факторы, влияющие на образование и взаимодействие оксида углерода, оксида азота и диоксида углерода. Например, общее количество оксида углерода, образующегося во время курения, образуется при объединении трех основных источников: термического разложения (около 30%), горения (около 36%) и восстановления диоксида углерода обугленным табаком (по меньшей мере 23%). Образование оксида углерода при термическом разложении, которое в значительной мере регулируется химической кинетикой, начинается при температуре около 180°С и завершается при температуре около 1050°С. Образование оксида углерода и диоксида углерода во время горения в значительной мере регулируется диффузией кислорода к поверхности (ка) и реакцией на поверхности (кь). При 250°С ка и кь приблизительно равны. При 400°С реакция становится реакцией, регулируемой диффузией. И, наконец, восстановление диоксида углерода обугленным табаком или растительным углем происходит при температурах около 390°С и выше.
Во время курения в сигарете существует три четко выраженных области: зона горения, зона пиролиза/возгонки и зона конденсации/фильтрации. Несмотря на нежелание быть связанным с какой-либо теорией, предполагается, что катализатор согласно изобретению может направленно воздействовать на различные реакции, которые происходят в разных областях сигареты во время курения.
Во-первых, зона горения представляет собой зону горения сигареты, образующуюся во время курения сигареты, обычно на зажженном конце сигареты. Температура в зоне горения находится в диапазоне от около 700°С до около 950°С, и скорость нагревания может составлять до 500°С/с. Так как при горении табака кислород расходуется с образованием оксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, водяного пара и различных органических соединений, концентрация кислорода в зоне горения низкая. Низкая концентрация кислорода в сочетании с высокой температурой приводит к восстановлению диоксида углерода до оксида углерода обугленным табаком. В указанной области катализатор может превращать оксид углерода в диоксид углерода посредством как механизмов катализа, так и механизмов окисления, и катализатор может превращать оксид азота в азот посредством как механизмов катализа, так и механизмов восстановления. Зона горения является высоко экзотермической зоной, а генерируемое тепло переносится в зону пиролиза/возгонки.
Зона пиролиза представляет собой область, следующую за зоной горения, причем температуры находятся в диапазоне от около 200 до около 600°С. Зона пиролиза представляет собой зону, где образуется большая часть оксида углерода и оксида азота. Основной реакцией является пиролиз (то есть, термическое разложение) табака, при котором образуется оксид углерода, диоксид углерода, оксид азота, компоненты дыма и растительный уголь, с использованием тепла, генерируемого в зоне горения. В указанной области присутствует некоторое количество кислорода и, следовательно, катализатор может действовать как катализатор окисления оксида углерода до диоксида углерода и/или восстановления оксида азота до азота. Каталитическая реакция начинается при 150°С и достигает максимальной активности около 300°С.
В зоне конденсации/фильтрации температура находится в диапазоне от температуры окружающей среды до около 150°С. Основным процессом в данной зоне является конденсация/фильтрация компонентов дыма. Некоторое количество оксида углерода, диоксида углерода и оксида азота диффундирует из сигареты, и некоторое количество кислорода диффундирует в сигарету. Парциальное давление кислорода в зоне конденсации/фильтрации обычно не возвращается к атмосферному уровню.
Катализатор содержит наномерные частицы металла и/или оксида металла на волокнистой подложке. Наномерные частицы могут содержать металлические элементы, выбранные из группы, состоящей из элементов ΙΒ-νΙΙΒ, VIII, ΙΙΙΑ и ΐνΑ-групп Периодической таблицы элементов и их смесей, например В, С, Мд, А1, 8ΐ, Τι, V, Сг, Мп, Ее, Со, N1, Си, Ζη, Ое, Υ, Ζγ, N6, Мо, Ви, Ей, Рб, Ад, 8и, Се, Н£, Та, №, Не, О§, Ιγ, Р1 и Аи. Волокнистая подложка может содержать карбид кремния, связанный с оксидом, карбид бора, оксид алюминия, диоксид кремния, алюмосиликаты, диоксид титана, оксид иттрия, оксид церия, стекла, диоксид циркония, возможно, стабилизированный оксидом кальция или оксидом магния, и их смеси. Несмотря на то, что предпочтительным является размещение катализатора непосредственно в табачной мешке, катализатор можно помещать в сигаретный фильтр или включать в состав сигаретной бумаги. Катализатор также можно помещать как в табачную мешку, так и в другие места.
Наномерные частицы представляют собой новый класс материалов, отличительным признаком которых является их средний диаметр, размер частиц или других структурных доменов ниже, чем около 100 нм. Средний размер наномерных частиц составляет менее чем около 100 нм, предпочтительно менее чем около 50 нм, наиболее предпочтительно менее чем около 10 нм. Отношения площади поверхности к объему у наномерных частиц очень высокие, что делает их эффективными при каталитических применениях.
Наномерные частицы, наносимые путем диспергирования на волокнистую подложку, легче обрабатывать и легче объединять с табачной меткой, чем ненанесенные на подложку наномерные частицы. Благодаря способу наномерные частицы можно объединять с табачной меткой до и/или во время встраива
- 3 008235 ния табачной мешки в сигарету. Волокнистая подложка может действовать как сепаратор, который ингибирует агломерацию или спекание частиц во время горения табачной мешки. Спекание частиц может неблагоприятно увеличивать зону горения, что может привести к избыточному образованию СО и ΝΟΧ. Волокнистая подложка сводит к минимуму спекание частиц и, следовательно, сводит к минимуму увеличение зоны горения и потерю активной площади поверхности.
Чтобы увеличить до максимума площадь поверхности наномерных частиц, доступную для катализа, внутри и/или на волокнистой подложке осаждают предпочтительно менее монослоя наномерных частиц. Например, катализатор может содержать от около 0,1 до 50 вес.% наномерных частиц на волокнистой подложке. Путем регулирования заполнения волокнистой подложки наномерными частицами можно регулировать активности катализатора/окислителя. При осаждении наномерных частиц в количестве менее монослоя менее вероятно, что соседние наномерные частицы будут спекаться (агломерировать) друг с другом.
Более эффективный катализатор можно получить при синергическом объединении каталитически активных наномерных частиц с каталитически активной волокнистой подложкой. Таким образом, наномерные частицы, расположенные на волокнистой подложке, позволяют успешно применять небольшие количества катализатора, например, для катализа окисления СО до СО2 и/или восстановления ΝΟΧ до Ν2.
Согласно предпочтительному способу наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла, такие как наномерные частицы оксида меди и/или наномерные частицы оксида железа, можно диспергировать в жидкости и подвергать непосредственному контактированию с волокнистой подложкой, которую сушат, получая при этом однородное распределение дисперсии наномерных частиц внутри или на волокнистой подложке.
Согласно еще одному предпочтительному способу наномерные частицы можно образовывать на месте путем нагревания волокнистой подложки, которая проконтактировала с соединениемпредшественником металла. Например, предшественник металла, такой как пентандионат меди, можно растворять в растворителе, таком как спирт, и подвергать контактированию с волокнистой подложкой. Пропитанную подложку можно нагревать до относительно низкой температуры, например до 200-400°С, при которой термическое разложение предшественника металла приводит к образованию и осаждению наномерных частиц металла или оксида металла внутри или на волокнистой подложке.
Типичными наномерными частицами оксида металла являются частицы оксида железа. Например, компания МАСН1, 1пс., Кшд о£ РгикДа, РА продает наномерные частицы Ре2О3 под торговыми марками ΝΑΝΟΟΑΤ-тонкодисперсный оксид железа (8ΡΙΟ) и NАNΟСАΤ-магнитный оксид железа. Тонкодисперсный оксид железа (8ΡΙΟ) NΑNΟСΑΤ представляет собой аморфный оксид железа в форме легкосыпучего порошка с размером частиц около 3 нм, удельной площадью поверхности около 250 м2/г и объемной плотностью около 0,05 г/мл. Тонкодисперсный оксид железа (8ΡΙΟ) NΑNΟСΑΤ синтезируют с помощью парофазного способа, при котором он очищается от примесей, которые могут присутствовать в традиционных катализаторах, и подходит для применения в пищевых продуктах, лекарственных и косметических средствах. Магнитный оксид железа NΑNΟСΑΤ представляет собой легкосыпучий порошок с размером частиц около 25 нм и удельной площадью поверхности около 40 м2/г.
Волокнистая подложка может содержать смесь тугоплавких карбидов и оксидов, включая аморфные и кристаллические формы таких волокнистых материалов. Типичные классы керамических материалов, подходящих для применения в качестве волокнистой подложки, включают в себя плавленый кварц и плавленый диоксид кремния. Плавленый кварц и плавленый диоксид кремния представляют собой особо чистые, однокомпонентные стекла. Как плавленый кварц, так и плавленый диоксид кремния являются инертными по отношению к большинству веществ. Плавленый кварц производят с использованием в качестве исходного сырья кристаллического порошкообразного кварца, обычно прозрачного, в то время как продукты на основе плавленого диоксида кремния обычно получают из песка на основе диоксида кремния высокой чистоты. В обоих случаях, процесс плавления осуществляют при высокой температуре (выше 2000°С), применяя любое подходящее нагревательное устройство, такое как электрическая печь, или процесс кристаллизации в пламени.
Удельная площадь поверхности волокон, применяемых в качестве волокнистой подложки, предпочтительно низкая, обычно менее чем около 200 м2/г, но более чем около 0,001 м2/г, предпочтительно от около 0,1 до 200 м2/г. Длина волокон предпочтительно составляет более чем около 1 см, например, более чем около 2,5 см, но обычно менее чем около 25 см. Волокна предпочтительно не переплетаются подобно сетке, а вместо этого беспорядочно скручиваются как в нетканом войлоке или ковре. Волокна предпочтительно представляют собой каталитически активные волокна.
Для получения наномерных частиц можно применять молекулярное разложение органики (ΜΟΌ). ΜΟΌ-способ начинается с предшественника металла, содержащего требуемый металл, растворенный в подходящем растворителе. Например, способ может включать в себя предшественник одного металла, из которого получается один или более атомов металла, или способ может включать в себя несколько предшественников одного металла, которые объединяются в растворе с образованием растворенной смеси. Как описано выше, ΜΟΌ можно применять для получения наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла перед добавлением частиц к волокнистой подложке, или на месте с помощью
- 4 008235 контактирования волокнистой подложки с раствором предшественника металла и термического разложения предшественника металла с получением наномерных частиц.
Температура разложения предшественника металла представляет собой температуру, при которой лиганды в значительной степени отделяются (или испаряются) от атомов металла. Во время такого процесса связи между лигандами и атомами металла разрушаются так, что лиганды испаряются или иным способом отделяются от металла. Предпочтительно, все лиганды разлагаются. Однако наномерные частицы могут также содержать углерод, образующийся при частичном разложении органических или неорганических компонентов, присутствующих в предшественнике металла и/или растворителе.
Предшественники металла, применяемые для ΜΟΌ-обработки, предпочтительно имеют высокую степень чистоты, не токсичны, легко обрабатываются и хранятся (с большими сроками хранения). Требуемые физические характеристики включают в себя растворимость в системах растворителей, совместимость с другими предшественниками при многокомпонентном синтезе и летучесть при низкой температуре обработки.
Многокомпонентные наномерные частицы можно получать из смесей предшественников одного металла (гомометаллические) или из одной молекулы смешанного предшественника металлов (гетерометаллические), в которой один или более металлических элементов связаны химически. Требуемая стехиометрия получаемых в результате частиц может соответствовать стехиометрии раствора предшественника металла.
При получении многокомпонентных наномерных частиц применение разных предшественников одного металла обладает преимуществом в виде универсальности планируемых реологических свойств предшественника, а также стехиометрии продукта. С другой стороны, гетерометаллические предшественники могут обеспечивать возможность применения металлических систем, чьи гомометаллические предшественники имеют неподходящую растворимость, летучесть или совместимость.
Образцы смешанных металлов можно получать с помощью кислотно-основных реакций Льюиса или реакций замещения путем смешивания алкоксидов металлов и/или других предшественников металлов, таких как ацетаты, р-дикетонаты или нитраты. Однако из-за того, что реакции присоединения регулируются термодинамикой, стехиометрия однажды выделенного гетеросоединения может не отражать композиционных отношений в смеси, из которой его получают. С другой стороны, большинство алкоксидов металлов можно объединять для получения гетерометаллических образцов, которые часто являются более растворимыми, чем исходные материалы.
Один из аспектов описанного здесь способа изготовления катализатора заключается в том, что можно получать требуемую с коммерческой точки зрения стехиометрию наномерных частиц. Например, требуемого атомного отношения в наномерных частицах можно достичь путем выбора предшественника металла или смеси предшественников металлов с отношением атомов первого металла к атомам второго металла, равным требуемому атомному отношению.
Соединения-предшественники металлов предпочтительно представляют собой органические соединения металлов, которые содержат металл главной основной группы, переходный металл, лантаноид или актиноид, или атом металлоида, или атомы, связанные с мостиковым атомом (например, Ν, О, Р или 8), который в свою очередь связан с органическим радикалом. Примеры металла главных групп или металлоида включают в себя, но не ограничиваются перечисленным, В, С, Мд, А1, 8ΐ, Τι, V, Сг, Μη, Ее, Со, Νί, Си, Ζη, Ое, Υ, Ζτ, ΝΕ, Мо, Ви, Ей, Рб, Ад, 8η, Се, Н£, Та, А. Не, Ο8, 1г, Ρΐ и Аи. Соединения таких металлов могут включать в себя алкоксиды, β-дикетонаты, карбоксилаты, оксалаты, цитраты, гидриды, тиолаты, амиды, нитраты, карбонаты, цианаты, сульфаты, бромиды, хлориды и их гидраты.
Предшественник металла также может представлять собой так называемое металлоорганическое соединение, в котором атом металла главной группы связан с одним или более атомами углерода органической группы. Аспекты обработки таких предшественников металла обсуждаются ниже.
Предшественники для синтеза наномерных оксидов представляют собой молекулы с уже существующими связями металл-кислород, такие как алкоксиды металлов Μ(ΟΒ)η или оксоалкоксиды ΜΟ(ΟΒ)η (В = насыщенная или ненасыщенная органическая группа, алкильная или арильная), β-дикетонаты М(вдикетонат)п (β-дикетонат = ВСΟСΗСΟВ') и карбоксилаты металлов Μ(Ο2СВ)η. Алкоксиды металлов имеют как хорошую растворимость и летучесть, так и хорошо подходят для ΜΟΌ-обработки. Однако такие соединения обычно обладают высокой гигроскопичностью и требуют хранения в инертной атмосфере. В отличие от алкоксидов кремния, которые представляют собой жидкости и мономерны, алкоксиды на основе большинства металлов являются твердыми веществами. С другой стороны, высокая реакционная способность связи металл-алкоксид может делать такие материалы-предшественники металлов применимыми в качестве исходных соединений для ряда гетеролептических образцов (то есть, образцов с разными типами лигандов), таких как Μ(ΟΒ)η-χΖχ(Ζ = β-дикетонат или Ο2СВ).
Алкоксиды металлов Μ(ΟΒ)η легко взаимодействуют с протонами большого ряда молекул. Это позволяет легко осуществлять химическую модификацию и, следовательно, регулировать стехиометрию путем применения, например, органических гидроксисоединений, таких как спирты, силанолы (Β38ίΟΗ),
- 5 008235 гликоли ОН(СН2)ПОН, карбоновые и гидроксикарбоновые кислоты, гидроксильные поверхностноактивные вещества и т.д.
Фторированные алкоксиды М(ОИР)пР = СН(СР3)2, С6Р5, . . . ) легко растворимы в органических растворителях и менее подвержены гидролизу, чем нефторированные алкоксиды. Такие материалы можно применять в качестве предшественников фторидов, оксидов или оксидов, легированных фторидом, таких как оксид олова, легированный Р, которые можно применять в качестве наномерных частиц оксида металла.
При модификации алкоксидов металлов уменьшается число связей М-ОИ. доступных для гидролиза и, следовательно, гидролитическая чувствительность. Следовательно, можно регулировать химический состав раствора на месте путем применения, например, β-дикетонатов металлов (например, ацетилацетона) или карбоновых кислот (например, уксусной кислоты) в качестве модификаторов алкоксида или вместо алкоксида.
β-Дикетонаты металлов [М (ИСОСНСОИ') п]т являются эффективными предшественниками для МОИ-обработки благодаря их летучести и высокой растворимости. Их летучесть в значительной мере обусловлена большими размерами И и И'-групп, а также природой металла, которая будет определять степень ассоциации т, указанную в приведенной выше формуле. Ацетилацетонаты (К=К'=СН3) являются предпочтительными, так как их можно получать с хорошими выходами.
β-Дикетонаты металлов предрасположены к образованию хелатных соединений, что может привести к уменьшению ядерности таких предшественников. Такие лиганды могут действовать как реагенты, блокирующие поверхность, и как ингибиторы полимеризации. Следовательно, небольшие частицы можно получать после гидролиза М(ОИ)п-х (β-дикетоната),.. Ацетилацетон, например, может стабилизировать наномерные коллоиды. Следовательно, для получения наномерных частиц предпочтительными являются предшественники, представляющие собой р-дикетонаты металлов.
Карбоксилаты металлов, такие как ацетаты (М(О2СМе)п) поступают в продажу в виде гидратов, которые можно перевести в безводное состояние путем нагревания с уксусным ангидридом или с 2метоксиэтанолом. Карбоксилаты многих металлов обычно имеют низкую растворимость в органических растворителях и, так как карбоксилатные лиганды действуют по большей части как мостиковые хелатообразующие лиганды, легко образуют олигомеры или полимеры. Однако 2-этилгексаноаты (М(О2ССНЕ1пВи)п), которые представляют собой карбоксилаты с наименьшим числом атомов углерода, обычно растворимы в большинстве органических растворителей. Можно использовать большое число карбоксилатных производных алюминия. В качестве наномерных частиц можно применять наномерные алюминий-кислородные макромолекулы и кластеры (алюмоксаны). Например, формиат А1(О2СН)32О) и карбоксилаталюмоксаны [А1Ох(ОН)у2СК)2]т можно получать из недорогих минералов гибсита или боемита.
Растворитель(и), применяемый при МОИ-обработке, выбирают, исходя из ряда критериев, включающих в себя: высокую растворимость соединений-предшественников металла; химическую инертность по отношению к соединениям-предшественникам металлов; реологическую совместимость с применяемой методикой осаждения (например, требуемой вязкостью, смачиваемостью и/или совместимостью с другими регуляторами реологических свойств); точку кипения; давление пара и скорость испарения; и экономические факторы (например, стоимость, возможность восстановления, токсичность и т.д.).
Растворители, которые можно применять при МОИ-обработке, включают в себя дистиллированную воду, пентаны, гексаны, ароматические углеводороды, циклогексаны, ксилолы, этилацетаты, толуол, бензолы, тетрагидрофуран, ацетон, сероуглерод, дихлорбензолы, нитробензолы, пиридин, метиловый спирт, этиловый спирт, бутиловый спирт, альдегиды, кетоны, хлороформ, уайтспириты и их смеси.
Наномерные частицы металла можно встраивать в волокнистую подложку с помощью способов, известных в данной области, таких как ионный обмен, пропитка или физическое перемешивание. Например, наномерные частицы и/или предшественник металла можно суспендировать или растворять в жидкости, а волокнистую подложку можно подвергать контактированию, смешивать или распылять с жидкостью, содержащей диспергированные частицы и/или растворенный предшественник металла. Волокнистую подложку можно сушить и/или подвергать нагреванию во время или после стадии нанесения.
Согласно первому варианту осуществления изобретения жидкую дисперсию наномерных частиц можно объединять с волокнистой подложкой. Наномерные частицы можно суспендировать или растворять в жидкости, а волокнистую подложку можно смешивать или распылять с жидкостью, содержащей диспергированные частицы. Жидкость можно в значительной степени удалять из волокнистой подложки путем нагревания волокнистой подложки до температуры выше точки кипения жидкости или путем уменьшения давления атмосферы вблизи волокнистой подложки так, чтобы частицы оставались на подложке. Жидкость, применяемая для образования дисперсии наномерных частиц, может включать в себя дистиллированную воду, пентаны, гексаны, ароматические углеводороды, циклогексаны, ксилолы, этилацетаты, толуол, бензолы, тетрагидрофуран, ацетон, сероуглерод, дихлорбензолы, нитробензолы, пиридин, метиловый спирт, этиловый спирт, бутиловый спирт, альдегиды, кетоны, хлороформ, уайтспириты и их смеси.
- 6 008235
В общем случае наномерные частицы и волокнистую подложку можно объединять в любом отношении, подходящем для получения требуемого заполнения подложки частицами металла. Например, наномерные частицы оксида железа или оксида меди можно объединять с керамическими волокнами, получая на керамических волокнах от около 0,1 до 50 вес.%, например, 10 вес.% или 20 вес.% наномерных частиц оксида железа или оксида меди.
В качестве примера 5 вес.% смеси ΝΑΝΟΟΑΤ, содержащей частицы оксида железа, диспергировали в дистиллированной воде, применяя ультразвуковую обработку. Дисперсию распыляли на 200 мг подложки из кварцевого волокна, которую нагревали приблизительно до 50° С во время стадии нанесения и затем сушили на воздухе, получая при этом катализатор, содержащий 100 мг наномерного оксида железа на кварцевом волокне. Полученные на сканирующем электронном микроскопе (8ЕМ-изображения) изображения полученного катализатора показаны на фиг. 1. Катализатор встраивали в табачную мешку для экспериментальной сигареты, которую подвергали курению в условиях непрерывной тяги при скорости потока 500 мл/мин. Для измерения СО и ΝΟ применяли мультигазовый газоанализатор. Количество СО и ΝΟ, втянутое из экспериментальной сигареты, сравнивали с количеством, втянутым из контрольной сигареты, не содержавшей катализатора. Данные таблицы 1 иллюстрируют улучшение свойств, полученное при применении катализатора, состоящего из наномерных частиц/кварцевого волокна.
Таблица 1. Уменьшение СО и ΝΟ при применении катализатора NΑNΟСΑΤ/кварцевое волокно
СО (мг) ΝΟ (мг)
Контрольный 23,7 0,233
Экспериментальный 10, 5 0,167
Уменьшение (%) 55,7 28, 3
Согласно второму варианту осуществления изобретения наномерные частицы можно образовывать непосредственно на волокнистой подложке посредством термического разложения соединенияпредшественника металла. Подходящими соединениями-предшественниками для получения наномерных частиц металла или оксида металла являются те соединения, которые термически разлагаются при относительно низких температурах, таких как обсуждаемые выше. Концентрация предшественника металла в растворителе обычно находится в диапазоне от около 0,001 до 10 М, предпочтительно от около 0,1 до 1 М. Раствор предшественника металла и волокнистую подложку можно объединять приблизительно при температуре окружающей среды, например, путем нанесения распылением, или погружением в жидкость, или при повышенных температурах, например, посредством нагревания с обратным холодильником. Температура смешивания обычно находится в диапазоне от около температуры окружающей среды, например 23°С, до около 50°С. Смешивание предпочтительно проводят при атмосферном давлении.
После контактирования волокон с раствором, содержащим предшественник металла, материал волокнистой подложки можно сушить на воздухе при температуре, находящейся в диапазоне от около 23°С до температуры ниже температуры разложения предшественника металла, обычно при температуре от около 23 до 100°С. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения высушенную волокнистую подложку с предшественником можно нагревать (например, выше 100°С) для разложения предшественника металла и образования материала катализатора, содержащего наномерные частицы на волокнистой подложке. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения высушенную волокнистую подложку с предшественником можно объединять с табачной мешкой.
Предшественник металла можно разлагать с образованием наномерных частиц, которые распределены внутри или на волокнистой подложке, путем термической обработки предшественника металла при температуре выше температуры его разложения. Термическая обработка вызывает разложение предшественника металла с отделением составляющих металл атомов, в результате чего атомы металла могут объединяться с образованием наномерных частиц металла или оксида металла. Когда предшественник металла содержит более одного металлического элемента, наномерные частицы могут иметь атомное отношение, приблизительно равное стехиометрическому отношению металлов в растворе предшественника металла.
Термическую обработку можно осуществлять в различных атмосферах. Например, волокнистую подложку можно подвергать контактированию с раствором предшественника металла, а подвергнутую контактированию подложку можно нагревать в присутствии окислительной атмосферы и затем нагревать при реальном отсутствии окислительной атмосферы для образования наномерных частиц оксида металла. Окислительная атмосфера может содержать воздух или кислород. С другой стороны, волокнистую подложку можно подвергать контактированию с раствором предшественника металла, а подвергнутую контактированию подложку можно нагревать в инертной или восстановительной атмосфере для образования наномерных частиц металла. Восстановительная атмосфера может содержать водород, азот, аммиак, диоксид углерода и их смеси. Предпочтительная восстановительная атмосфера представляет собой водород-азотную смесь (например, форминг-газ).
- 7 008235
Подложку, подвергнутую контактированию с предшественником металла, нагревают предпочтительно до температуры, равной или превышающей температуру разложения предшественника металла. Предпочтительная температура нагревания будет зависеть от конкретных применяемых лигандов, а также от температуры деградации металла(ов) и любых других требуемых групп, которые остаются. Однако предпочтительная температура составляет от около 200 до 400°С, например 300 или 350°С. Термическое разложение равномерно диспергированного предшественника металла предпочтительно приводит к равномерному осаждению наномерных частиц внутри волокнистой подложки и/или на ее поверхности.
В качестве примера наномерные частицы оксида меди формировали на кварцевом волокне путем равномерного смешивания кварцевого волокна с 0,5 М раствором пентандионата меди в спирте до точки появления смачивания. Подложку сушили при комнатной температуре в течение ночи и затем нагревали до 400°С на воздухе с образованием материала катализатора, содержащего наномерные частицы оксида меди, который немедленно наносили на кварцевое волокно/смешивали с кварцевым волокном.
В общем случае предшественник металла и волокнистую подложку можно объединять в любом отношении, подходящем для получения требуемого заполнения подложки частицами металла. Например, оксалат железа или пентандионат меди можно объединять с кварцевым волокном, получая при этом на кварцевом волокне от около 0,1 до 50 вес.%, например 10 или 20 вес.% наномерных частиц оксида железа, гидроксида железа или оксида меди.
Волокнистая подложка может включать в себя любой термически стабильный/жаростойкий материал, который при нагревании до температуры конверсии предшественника металла в металл на его поверхности не плавится, совершенно не испаряется или не становится иным образом неспособным служить подложкой для наномерных частиц.
Во время конверсии СО в СО2 наномерные частицы оксида могут восстанавливаться. Например, во время конверсии СО в СО2 наномерные частицы Те2О3 могут восстанавливаться до Те3О4, ТеО или Те. Волокнистая подложка успешно действует в качестве прокладки между наномерными частицами и предотвращает их спекание друг с другом, которое привело бы к потере площади поверхности и каталитической активности.
Оксид железа является предпочтительной составляющей катализатора, так как он может выполнять двойную функцию как катализатор (окисления) СО в присутствии кислорода, и как окислитель СО и/или ПО при непосредственном окислении СО в отсутствии кислорода и/или восстановлении ПО. Катализатор, который также можно применять в качестве окислителя, особенно применим для некоторых применений, например, внутри горящей сигареты, причем парциальное давление кислорода может быть очень низким.
На фиг. 2 показана каталитическая активность наномерных частиц Те2О3 (образцы 50 мг) (тонкодисперсный оксид железа (8ТЮ) ПАПОСАТ от компании МАСН1, 1пс., Κίπ§ о£ Ргизма, РА) со средним размером частиц около 3 нм (кривая А) в сравнении с порошком Те2О3 (от компании АМпсй Сйеш1са1 Сотрапу) со средним размером частиц около 5 мкм (кривая В). Скорость газового (3,4% СО, 20,6% О2, остальное Не) потока составляла 1000 мл/мин, а скорость нагревания 12 Κ/мин. Наномерные частицы Те2О3 показывают более высокий процент конверсии оксида углерода в диоксид углерода, чем более крупные частицы Те2О3.
Как упоминалось выше, наномерные частицы Те2О3 при превращении оксида углерода в диоксид углерода способны действовать и как окислитель, и как катализатор конверсии оксида углерода в диоксид углерода и/или оксида азота в азот. Например, наномерные частицы Те2О3 могут действовать как катализатор в зоне пиролиза и как окислитель в зоне горения.
Наномерные частицы оксида железа могут действовать как катализатор конверсии СО в СО2 согласно уравнению 2СО + О2 = 2СО2 и конверсии ПО в П2 согласно уравнению СО + 2ПО = П2 + СО2. Наномерные частицы оксида железа могут действовать как окислитель при превращении СО в СО2 согласно уравнению СО + Те2О3 = СО2 +2ТеО.
Для иллюстрации эффективности наномерного оксида металла на фиг. 3 показано сравнение температурной зависимости степени конверсии с помощью наномерных частиц СиО (кривая А) и Те2О3 (кривая В) с использованием 50 мг частиц СиО и 50 мг наномерных частиц Те2СО3 в качестве катализатора в кварцевом трубчатом реакторе. Скорость газового (3,4% СО, 21% О2, остальное Не) потока составляла 1000 мл/мин., а скорость нагревания 12,4 Κ/мин. Хотя наномерные частицы СиО обеспечивают более высокие степени конверсии при более низких температурах, при более высоких температурах СиО и Те2О3 обеспечивают соизмеримые степени конверсии.
В табл. 2 показано сравнение между отношением оксида углерода к диоксиду углерода и процентом выгорания кислорода в случае применения наномерных частиц СиО и Те2О3.
Таблица 2. Сравнение наномерных частиц СиО и Те2О3
Наномерные частицы со/со2 Выгорание О2 (%)
Без частиц 0,51 48
СиО 0,29 67
Ге2О3 0,23 100
- 8 008235
При отсутствии наномерных частиц отношение оксида углерода к диоксиду углерода составляет около 0,51, и выгорание кислорода составляет около 48%. Данные табл. 2 иллюстрируют улучшение, получаемое при применении наномерных частиц. Отношение оксида углерода к диоксиду углерода падает до 0,29 и 0,23 для наномерных частиц СиО и Ре2О3 соответственно. Выгорание кислорода увеличивается до 67 и 100% для наномерных частиц СиО и Ре2О3 соответственно.
Катализаторы будут распределяться предпочтительно по всей длине участка табачного стержня сигареты. При условии, что катализаторы распределяются по всей длине табачного стержня, можно уменьшать количество оксида углерода и/или оксида азота, втягиваемого через сигарету, в частности, как в области горения, так и в зоне пиролиза.
Катализаторы, которые содержат наномерные частицы на волокнистой подложке, можно обеспечивать по всей длине табачного стержня путем распределения катализаторов на табаке или путем введения их в табачную мешку. Катализаторы также можно добавлять в табачные материалы табачной мешки, поставляемые для сигаретной машины, или добавлять в табачный стержень перед обертыванием вокруг сигаретного стержня сигаретной бумаги. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, когда наномерные частицы образуются на месте с применением МОЭ-обработки. как описано выше, нагревание волокнистой подложки, содержащей раствор предшественника металла, до температуры, достаточной для термического разложения предшественника металла на наномерные частицы, можно выполнять перед добавлением пропитанной подложки к сигарете.
Количество катализатора можно выбрать так, чтобы количество оксида углерода и/или оксида азота в дыме основного потока уменьшалось во время курения сигареты. Предпочтительно, количество катализатора будет представлять собой каталитически эффективное количество, например, от около нескольких миллиграмм, например 5 мг на сигарету, до около 200 мг на сигарету или более.
Один из вариантов осуществления изобретения относится к композиции из табачной мешки, содержащей табак и по меньшей мере один катализатор, как описано выше, который способен превращать оксид углерода в диоксид углерода и/или оксид азота в азот, причем катализатор находится в форме наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла на волокнистой подложке.
Для получения табачной мешки можно применять любую подходящую табачную смесь. Примеры подходящих типов табачных материалов включают в себя табак трубоогневой сушки, табаки Берлей, Мэриленд или Ориенталь, редкие или специальные табаки и их смеси. Табачный материал можно обеспечивать в форме тонких пластинок табака, обработанных табачных материалов, таких как увеличенный в объеме или вспученный табак, обработанных табачных отходов из средних жилок, таких как резаные табачные отходы из средних жилок в виде раскатанной ленты или резаные вспученные табачные отходы из средних жилок, восстановленных табачных материалов или их смесей. Табак может также включать в себя заменители табака.
При производстве сигарет обычно используют табак в форме табачной мешки, то есть в форме стружек или нарезанных волокон с шириной от около 1/10 дюйма до около 1/20 дюйма или даже 1/40 дюйма. Длины волокон находятся в диапазоне от около 0,25 дюйма до около 3,0 дюймов. Сигареты могут дополнительно содержать один или более корригентов или других добавок (например, добавки, улучшающие горение, вещества, модифицирующие горение, окрашивающие добавки, связующие вещества и т.д.), известных в данной области.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к сигарете, содержащей табачный стержень, в которой табачный стержень содержит табачную мешку, содержащий по меньшей мере один катализатор, как описано выше, который способен превращать оксид углерода в диоксид углерода и/или оксид азота в азот. В добавление к катализатору, находящемуся в табачной мешке, можно помещать катализатор в сигаретную бумагу и/или фильтр сигареты.
Дополнительный вариант осуществления изобретения относится к способу изготовления сигареты, предусматривающему (ί) добавление катализатора к табачной мешке, сигаретной бумаге и/или сигаретному фильтру; (ίί) подачу в сигаретную машину табачной мешки для образования табачного столбика; (ш) укладку бумажной обертки вокруг табачного столбика с образованием табачного стержня; и (ίν) возможно, присоединение сигаретного фильтра к табачному стержню для образования сигареты.
Методики производства сигарет известны в данной области. Для встраивания катализаторов можно применять любую традиционную или модифицированную методику изготовления сигарет. Получаемые сигареты можно производить согласно любым известным спецификациям с применением стандартных или модифицированных методик изготовления сигарет и оборудования. Обычно композицию табачной мешки, возможно, объединяют с другими сигаретными добавками и направляют в сигаретную машину для получения табачного стержня, который затем оборачивают в сигаретную бумагу и, возможно, снабжают фильтрами.
Длина сигарет может находиться в диапазоне от около 50 мм до около 120 мм. Обычно длина нормальной сигареты составляет около 70 мм, «королевский размер» составляет около 85 мм в длину, «суперкоролевский размер» составляет около 100 мм в длину и «длинный размер» обычно составляет около 120 мм в длину. Длина окружности составляет от около 15 до около 30 мм в окружности и предпочти
- 9 008235 тельно около 25 мм. Плотность упаковки табака обычно находится в диапазоне от около 100 мг/см3 до около 300 мг/см3 и предпочтительно от 150 мг/см3 до около 275 мг/см3.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к способу курения описанной выше сигареты, который предусматривает раскуривание сигареты с образованием дыма и втягивание дыма через сигарету, при котором во время курения сигареты катализатор действует как катализатор конверсии оксида углерода в диоксид углерода и/или оксида азота в азот.
Несмотря на то, что описание изобретения приводится со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, следует понимать, что возможны изменения и модификации, очевидные специалисту в данной области. Такие изменения и модификации следует рассматривать как попадающие в сферу действия и объем изобретения, который определяется прилагаемой здесь формулой изобретения.

Claims (62)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Композиция табачной мешки, содержащая табак и катализатор конверсии оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или оксида азота в дыме основного потока в азот, в которой катализатор содержит наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла на волокнистой подложке.
  2. 2. Композиция табачной мешки по п.1, в которой наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла содержат один или более металлических элементов, выбранных из группы, состоящей из элементов ΙΒ, ΙΙΒ, ΙΙΙΒ, 1УВ, УВ, νίΒ, νΐΙΒ, VIII, ΙΙΙΑ и ΐνΑ-групп Периодической таблицы элементов.
  3. 3. Композиция табачной мешки по п.1, в которой наномерные частицы оксида металла содержат оксиды, выбранные из группы, состоящей из оксида железа, гидроксида железа, оксида меди и их смесей.
  4. 4. Композиция табачной мешки по п.1, в которой наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла не содержат углерода.
  5. 5. Композиция табачной мешки по п.1, в которой удельная площадь поверхности наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла составляет от около 20 до 2500 м2/г.
  6. 6. Композиция табачной мешки по п.1, в которой средний размер наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла составляет менее чем около 50 нм.
  7. 7. Композиция табачной мешки по п.1, в которой средний размер наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла составляет менее 10 нм.
  8. 8. Композиция табачной мешки по п.1, в которой волокнистая подложка содержит оксиды, выбранные из группы, состоящей из карбида кремния, связанного с оксидом, карбида бора, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, диоксида титана, оксида иттрия, оксида церия, стекол, диоксида циркония, возможно, стабилизированного оксидом кальция или оксидом магния, и их смесей.
  9. 9. Композиция табачной мешки по п.1, в которой волокнистая подложка содержит керамические волокна и/или волокна из стекла.
  10. 10. Композиция табачной мешки по п.1, в которой удельная площадь поверхности волокнистой подложки составляет от около 0,1 до 200 м2/г.
  11. 11. Композиция табачной мешки по п.1, в которой волокнистая подложка содержит миллиметровые, микронные, субмикронные и/или наномерные волокна.
  12. 12. Композиция табачной мешки по п.1, в которой волокнистая подложка содержит каталитически активные волокна.
  13. 13. Композиция табачной мешки по п.1, в которой наномерные частицы оксида металла содержат оксид железа, а волокнистая подложка содержит керамические волокна и/или волокна из стекла, катализатор присутствует в табачной мешке в количестве, эффективном для конверсии по меньшей мере 10% оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или по меньшей мере 10% оксида азота в дыме основного потока в азот.
  14. 14. Композиция табачной мешки по п.1, в которой внутри и/или на волокнистой подложке осаждено менее монослоя наномерных частиц.
  15. 15. Композиция табачной мешки по п.1, в которой катализатор содержит от 0,1 до 50 вес.% наномерных частиц на волокнистой подложке.
  16. 16. Сигарета, содержащая табачную мешку, в которой указанная табачная мешка содержит табак и катализатор, способный действовать как катализатор конверсии оксида углерода в диоксид углерода и/или оксида азота в азот, причем катализатор содержит наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла на волокнистой подложке.
  17. 17. Сигарета по п.16, в которой наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла содержат один или более металлических элементов, выбранных из группы, состоящей из элементов ΙΒ, ΙΙΒ, ΙΙΙΒ, ΙνΒ, УВ, νΙΒ, νΙΙΒ, νΙΙΙ, ΙΙΙΑ и ΙνΑ-групп Периодической таблицы элементов.
  18. 18. Сигарета по п.16, в которой наномерные частицы оксида металла содержат оксиды, выбранные из группы, состоящей из оксида железа, гидроксида железа и оксида меди и их смесей.
    - 10 008235
  19. 19. Сигарета по п.16, в которой наномерные частицы металла и/или наномерные частицы оксида металла не содержат углерода.
  20. 20. Сигарета по п.16, в которой удельная площадь поверхности наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла составляет от около 20 до 2500 м2/г.
  21. 21. Сигарета по п.16, в которой средний размер наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла составляет менее чем около 50 нм.
  22. 22. Сигарета по п.16, в которой средний размер наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла составляет менее чем около 10 нм.
  23. 23. Сигарета по п.16, в которой волокнистая подложка содержит оксиды, выбранные из группы, состоящей из карбида кремния, связанного с оксидом, карбида бора, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, диоксида титана, оксида иттрия, оксида церия, стекол, диоксида циркония, возможно, стабилизированного оксидом кальция или оксидом магния и их смесей.
  24. 24. Сигарета по п.16, в которой волокнистая подложка содержит керамические волокна и/или волокна из стекла.
  25. 25. Сигарета по п.16, в которой удельная площадь поверхности волокнистой подложки составляет от около 0,1 до 200 м2/г.
  26. 26. Сигарета по п.16, в которой волокнистая подложка содержит миллиметровые, микронные, субмикронные и/или наномерные волокна.
  27. 27. Сигарета по п.16, в которой волокнистая подложка содержит каталитически активные волокна.
  28. 28. Сигарета по п.16, в которой наномерные частицы оксида металла содержат оксид железа, катализатор присутствует в сигарете в количестве, эффективном для конверсии по меньшей мере 10% оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или по меньшей мере 10% оксида азота в дыме основного потока в азот.
  29. 29. Сигарета по п.16, в которой внутри и/или на волокнистой подложке осаждено менее монослоя наномерных частиц.
  30. 30. Сигарета по п.16, в которой катализатор содержит от 0,1 до 50 вес.% наномерных частиц на волокнистой подложке, при этом катализатор присутствует в табачной мешке, либо в сигаретной бумаге и/или в фильтре сигареты.
  31. 31. Сигарета по п.16, в которой сигарета содержит до 200 мг катализатора на сигарету.
  32. 32. Способ изготовления сигареты, предусматривающий нанесение наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла на волокнистую подложку с образованием катализатора для конверсии оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или по меньшей мере 10% оксида азота в дыме основного потока в азот;
    добавление указанного катализатора к табачной мешке либо к сигаретной бумажной обертке и/или к сигаретному фильтру;
    подачу в сигаретную машину табачной мешки для образования табачного столбика; помещение табачного столбика в бумажную обертку с образованием табачного стержня и возможно, прикрепление к табачному стержню сигаретного фильтра для образования сигареты.
  33. 33. Способ по п.32, предусматривающий объединение наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла, содержащих один или более металлических элементов, выбранных из группы, состоящей из элементов ΙΒ, ΙΙΒ, ΙΙΙΒ, 1УВ, УВ, νίΒ, УПВ, VIII, ΙΙΙΑ и ГУА-групп Периодической таблицы элементов, и волокнистой подложки, содержащей оксиды, выбранные из группы, состоящей из карбида кремния, связанного с оксидом, карбида бора, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, диоксида титана, оксида иттрия, оксида церия, стекол, диоксида циркония, возможно, стабилизированного оксидом кальция или оксидом магния, и их смесей, для образования катализатора.
  34. 34. Способ по п.32, предусматривающий объединение наномерных частиц оксида металла, содержащего оксид железа, гидроксид железа, оксид меди и их смеси, и волокнистой подложки для образования катализатора.
  35. 35. Способ по п.32, при котором внутри и/или на волокнистой подложке осаждают менее монослоя наномерных частиц.
  36. 36. Способ по п.32, предусматривающий добавление катализатора, содержащего от 0,1 до 50 вес.% наномерных частиц на волокнистой подложке, к табачной мешке, сигаретной бумажной обертке и/или сигаретному фильтру.
  37. 37. Способ по п.32, при котором полученная сигарета содержит 200 мг или менее катализатора на сигарету.
  38. 38. Способ по п.32, при котором катализатор объединяют с сигаретой в количестве, эффективном для конверсии по меньшей мере 10% оксида углерода в дыме основного потока в диоксид углерода и/или по меньшей мере 10% оксида азота в дыме основного потока в азот.
  39. 39. Способ по п.32, при котором катализатор образуют путем объединения наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла и жидкости с образованием дисперсии;
    контактирования дисперсии с волокнистой подложкой;
    - 11 008235 сушки волокнистой подложки и нагревания волокнистой подложки для удаления жидкости и осаждения наномерных частиц внутри и/или на волокнистой подложке.
  40. 40. Способ по п.39, предусматривающий объединение наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла, содержащих один или более металлических элементов, выбранных из группы, состоящей из элементов ΙΒ, ΙΙΒ, ΙΙΙΒ, 1УБ, УБ, У1В, УИВ, VIII, ΙΙΙΑ и ГУЛ-групп Периодической таблицы элементов, с жидкостью для образования дисперсии.
  41. 41. Способ по п.39, предусматривающий объединение наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла, имеющих средний размер частиц менее чем около 50 нм, с жидкостью для образования дисперсии.
  42. 42. Способ по п.39, предусматривающий объединение волокнистой подложки, содержащей оксиды, выбранные из группы, состоящей из карбида кремния, связанного с оксидом, карбида бора, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, диоксида титана, оксида иттрия, оксида церия, стекол, диоксида циркония, возможно, стабилизированного оксидом кальция или оксидом магния, и их смесей, с дисперсией.
  43. 43. Способ по п.39, предусматривающий объединение волокнистой подложки, содержащей миллиметровые, микронные, субмикронные и/или наномерные волокна и/или каталитически активные волокна, с дисперсией.
  44. 44. Способ по п.39, предусматривающий объединение волокнистой подложки, содержащей волокна из стекла и/или керамические волокна, с дисперсией.
  45. 45. Способ по п.39, предусматривающий объединение наномерных частиц оксида металла, содержащих оксид железа, с жидкостью для образования дисперсии.
  46. 46. Способ по п.39, предусматривающий объединение наномерных частиц с жидкостью, выбранной из группы, состоящей из дистиллированной воды, этилового спирта, метилового спирта, хлороформа, альдегидов, кетонов, ароматических углеводородов и их смесей.
  47. 47. Способ по п.39, при котором дисперсию распыляют на нагретую волокнистую подложку.
  48. 48. Способ по п.32, при котором катализатор образуют путем объединения предшественника металла и растворителя с образованием раствора предшественника металла;
    контактирования волокнистой подложки с раствором предшественника металла;
    сушки волокнистой подложки и нагревания волокнистой подложки до температуры, достаточной для термического разложения предшественника металла с образованием наномерных частиц, которые помещены внутри и/или на волокнистой подложке.
  49. 49. Способ по п.48, предусматривающий объединение предшественника металла, содержащего по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из элементов ΙΒ, ΙΙΒ, ΙΙΙΒ, ΙνΒ, УБ, У1В, УНВ, УШ, ΙΙΙΑ и ШЛ-групп Периодической таблицы элементов, с растворителем для образования раствора предшественника металла.
  50. 50. Способ по п.48, предусматривающий нагревание волокнистой подложки до температуры, достаточной для образования наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла со средним размером частиц менее чем 50 нм.
  51. 51. Способ по п.48, предусматривающий объединение волокнистой подложки, выбранной из группы, состоящей из карбида кремния, связанного с оксидом, карбида бора, оксида алюминия, диоксида кремния, алюмосиликатов, диоксида титана, оксида иттрия, оксида церия, стекол, диоксида циркония, возможно, стабилизированного оксидом кальция или оксидом магния, и их смесей, с раствором предшественника металла.
  52. 52. Способ по п.48, предусматривающий объединение волокнистой подложки, содержащей миллиметровые, микронные, субмикронные, и/или наномерные волокна, и/или каталитически активные волокна, с раствором предшественника металла.
  53. 53. Способ по п.48, предусматривающий объединение волокнистой подложки, содержащей волокна из стекла и/или керамические волокна, с раствором предшественника металла.
  54. 54. Способ по п.48, предусматривающий объединение металлического порошка, содержащего железо, с растворителем для образования раствора предшественника металла.
  55. 55. Способ по п.48, предусматривающий объединение растворителя, выбранного из группы, состоящей из дистиллированной воды, этилового спирта, метилового спирта, хлороформа, альдегидов, кетонов, ароматических углеводородов и их смесей, с предшественником металла.
  56. 56. Способ по п.48, при котором раствор предшественника металла распыляют на нагретую волокнистую подложку.
  57. 57. Способ по п.48, дополнительно предусматривающий добавление дисперсии наномерных частиц к раствору предшественника металла.
    - 12 008235
  58. 58. Способ по п.48, предусматривающий объединение предшественника металла, выбранного из группы, состоящей из β-дикетонатов металлов, дионатов металлов, оксалатов металлов, гидроксидов металлов и их смесей, с растворителем.
  59. 59. Способ по п.48, при котором предшественник металла разлагают до наномерных частиц металла и/или оксида металла путем нагревания до температуры от 200 до 400°С.
  60. 60. Способ по п.48, при котором предшественник металла разлагают с образованием наномерных частиц металла и/или наномерных частиц оксида металла, не содержащих углерода.
  61. 61. Способ по п.48, при котором внутри и/или на волокнистой подложке осаждают менее монослоя наномерных частиц.
  62. 62. Способ по п.48, предусматривающий нагревание волокнистой подложки для образования от 0,1 до 50 вес.% наномерных частиц на волокнистой подложке.
EA200600031A 2003-06-13 2004-06-10 Катализатор для уменьшения оксида углерода и оксида азота в основном потоке сигаретного дыма EA008235B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/460,303 US7152609B2 (en) 2003-06-13 2003-06-13 Catalyst to reduce carbon monoxide and nitric oxide from the mainstream smoke of a cigarette
PCT/IB2004/002176 WO2004110184A2 (en) 2003-06-13 2004-06-10 Catalyst to reduce carbon monoxide and nitric oxide from the mainstream smoke of a cigarette

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600031A1 EA200600031A1 (ru) 2006-04-28
EA008235B1 true EA008235B1 (ru) 2007-04-27

Family

ID=33510973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600031A EA008235B1 (ru) 2003-06-13 2004-06-10 Катализатор для уменьшения оксида углерода и оксида азота в основном потоке сигаретного дыма

Country Status (21)

Country Link
US (1) US7152609B2 (ru)
EP (1) EP1635656B1 (ru)
JP (1) JP4773956B2 (ru)
KR (1) KR101145045B1 (ru)
CN (1) CN100455222C (ru)
AT (1) ATE399475T1 (ru)
AU (1) AU2004246879B2 (ru)
BR (1) BRPI0411419B1 (ru)
CA (1) CA2527569C (ru)
DE (1) DE602004014764D1 (ru)
EA (1) EA008235B1 (ru)
HK (1) HK1083992A1 (ru)
IL (1) IL172083A (ru)
MA (1) MA27876A1 (ru)
MX (1) MXPA05013557A (ru)
NO (1) NO20060188L (ru)
PL (1) PL1635656T3 (ru)
PT (1) PT1635656E (ru)
UA (1) UA82106C2 (ru)
WO (1) WO2004110184A2 (ru)
ZA (1) ZA200509485B (ru)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050005947A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-13 Schweitzer-Mauduit International, Inc. Smoking articles having reduced carbon monoxide delivery
US7028694B2 (en) * 2003-08-22 2006-04-18 Philip Morris Usa Inc. Method for dispersing powder materials in a cigarette rod
US8006703B2 (en) * 2003-10-27 2011-08-30 Philip Morris Usa Inc. In situ synthesis of composite nanoscale particles
US20050166935A1 (en) * 2003-10-27 2005-08-04 Philip Morris Usa Inc. Reduction of carbon monoxide in smoking articles using transition metal oxide clusters
US7677254B2 (en) * 2003-10-27 2010-03-16 Philip Morris Usa Inc. Reduction of carbon monoxide and nitric oxide in smoking articles using iron oxynitride
US7934510B2 (en) * 2003-10-27 2011-05-03 Philip Morris Usa Inc. Cigarette wrapper with nanoparticle spinel ferrite catalyst and methods of making same
US7640936B2 (en) * 2003-10-27 2010-01-05 Philip Morris Usa Inc. Preparation of mixed metal oxide catalysts from nanoscale particles
US8051859B2 (en) 2003-10-27 2011-11-08 Philip Morris Usa Inc. Formation and deposition of sputtered nanoscale particles in cigarette manufacture
CN1306084C (zh) * 2003-11-27 2007-03-21 安徽格菱环保股份有限公司 改性的活性炭纤维的制备方法
EP1768766A1 (en) * 2004-06-05 2007-04-04 Umicore AG & Co. KG Particle filter provided with a catalytic coating
WO2006046145A2 (en) * 2004-10-25 2006-05-04 Philip Morris Products S.A. Gold-ceria catalyst for oxidation of carbon monoxide
US7856992B2 (en) 2005-02-09 2010-12-28 Headwaters Technology Innovation, Llc Tobacco catalyst and methods for reducing the amount of undesirable small molecules in tobacco smoke
US7744846B2 (en) * 2005-03-11 2010-06-29 Philip Morris Usa Inc. Method for forming activated copper oxide catalysts
US8118035B2 (en) 2005-12-13 2012-02-21 Philip Morris Usa Inc. Supports catalyst for the combustion of carbon monoxide formed during smoking
US8578943B2 (en) 2005-12-20 2013-11-12 Philip Morris Usa Inc. Metal-containing nanowires prepared using mesoporous molecular sieves as templates, and their use in smoking articles for removing certain gas phase constituents from tobacco smoke
KR100964503B1 (ko) * 2006-03-09 2010-06-21 포항공과대학교 산학협력단 쿠커비투릴이 첨가된 담배 및 그 제조방법
UA92214C2 (ru) * 2006-03-31 2010-10-11 Филип Моррис Продактс С.А. Фильтровальный элемент, сигарета, которая включает его в себе, и способ изготовления фильтровального элемента
US20070235049A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 Philip Morris Usa Inc. Magnetic filter elements and cigarettes having magnetic filter elements
KR100836060B1 (ko) * 2006-04-04 2008-06-09 한국에너지기술연구원 고이온전도성 스칸디아 안정화 지르코니아와 이를 이용한전해질의 제조 방법
ES2301392B1 (es) 2006-11-07 2009-06-09 Universidad De Alicante Mezclas tabaco-catalizador para la reduccion de los compuestos toxicos presentes en el humo del tabaco.
JP4994919B2 (ja) * 2007-03-30 2012-08-08 太陽化学株式会社 一酸化窒素除去剤
US7910514B2 (en) * 2007-08-09 2011-03-22 Nissan Motor Co., Ltd. Inorganic fiber catalyst, production method thereof and catalyst structure
US8986407B2 (en) * 2008-04-18 2015-03-24 Saint-Gobain Abrasives, Inc. High porosity abrasive articles and methods of manufacturing same
TW201026242A (en) * 2008-11-06 2010-07-16 Japan Tobacco Inc Smoking article and manufacturing method for the same, and method for manufacturing carbon monoxide reducer
FR2945966B1 (fr) * 2009-05-28 2014-06-20 Centre Nat Rech Scient Utilisation d'un solide hybride cristallin poreux comme catalyseur de reduction d'oxydes d'azote et dispositifs
US8534294B2 (en) 2009-10-09 2013-09-17 Philip Morris Usa Inc. Method for manufacture of smoking article filter assembly including electrostatically charged fiber
US8997755B2 (en) 2009-11-11 2015-04-07 R.J. Reynolds Tobacco Company Filter element comprising smoke-altering material
US20110271968A1 (en) 2010-05-07 2011-11-10 Carolyn Rierson Carpenter Filtered Cigarette With Modifiable Sensory Characteristics
US8720450B2 (en) 2010-07-30 2014-05-13 R.J. Reynolds Tobacco Company Filter element comprising multifunctional fibrous smoke-altering material
US10609955B2 (en) 2011-04-08 2020-04-07 R.J. Reynolds Tobacco Company Filtered cigarette comprising a tubular element in filter
US11957163B2 (en) 2011-04-08 2024-04-16 R.J. Reynolds Tobacco Company Multi-segment filter element including smoke-altering flavorant
US10064429B2 (en) 2011-09-23 2018-09-04 R.J. Reynolds Tobacco Company Mixed fiber product for use in the manufacture of cigarette filter elements and related methods, systems, and apparatuses
MX363930B (es) 2011-12-29 2019-04-05 Philip Morris Products Sa Fuente de calor compuesta para un articulo para fumar.
GB2503644A (en) 2012-05-03 2014-01-08 British American Tobacco Co Filter
CN102669818B (zh) * 2012-05-29 2014-04-16 红塔烟草(集团)有限责任公司 一种降低卷烟主流烟气一氧化碳释放量的方法
US9179709B2 (en) 2012-07-25 2015-11-10 R. J. Reynolds Tobacco Company Mixed fiber sliver for use in the manufacture of cigarette filter elements
US9119419B2 (en) 2012-10-10 2015-09-01 R.J. Reynolds Tobacco Company Filter material for a filter element of a smoking article, and associated system and method
CN103767058A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 湖北中烟工业有限责任公司 一种低一氧化碳释放量的再造烟叶的制备方法
DK3021696T3 (en) 2013-07-19 2018-07-02 Philip Morris Products Sa SMOKING ARTICLE WITH A PARTICLE-CONTAINING WRAPPING
CN103564637A (zh) * 2013-11-03 2014-02-12 云南瑞升烟草技术(集团)有限公司 一种降低造纸法再造烟叶烟气co释放量的方法
JP2016010750A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 地方独立行政法人青森県産業技術センター 光触媒複合体及びその製造方法
CN105568752A (zh) * 2015-12-10 2016-05-11 民丰特种纸股份有限公司 一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法
CN108256286B (zh) * 2018-01-10 2021-07-02 内蒙古工业大学 两性水溶性催化剂有氧氧化苯甲醇成苯甲醛的反应机理研究分析方法
US11311044B2 (en) 2020-01-17 2022-04-26 Good Tree International, Inc. Hollow leaf tube with flavor capsule
US11700879B2 (en) 2021-02-26 2023-07-18 Good Tree International, Inc. Smoking accessory with filter and filter having a flavor capsule
US11969008B2 (en) 2021-03-24 2024-04-30 Good Tree International, Inc. Filters and elongated members formed of palm paper and having a flavor capsule
US11744281B2 (en) 2021-03-24 2023-09-05 Good Tree International, Inc. Hollow conical member with flavor capsule

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1204353A (en) * 1967-11-30 1970-09-09 Chem Seek Inc Carbon-coated alumina
US4317460A (en) * 1978-01-20 1982-03-02 Gallaher Limited Smoking products
US20030000538A1 (en) * 2000-11-10 2003-01-02 Bereman Robert D. Method and product for removing carcinogens from tobacco smoke
WO2003020058A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-13 Philip Morris Products Inc. Oxidant/catalyst nanoparticles to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette

Family Cites Families (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US538A (en) * 1837-12-26 Self-separating link for connecting railroad-cars and locomotives
US629978A (en) * 1898-08-26 1899-08-01 Carl Bieberstein Coin-freed apparatus for distributing electric currents..
US3292636A (en) 1964-05-04 1966-12-20 Union Carbide Corp Smoking tobacco preparation
US3720214A (en) 1970-12-03 1973-03-13 Liggett & Myers Inc Smoking composition
AU4252472A (en) 1971-06-11 1973-11-22 British American Tobacco Co Reconstituted-tobacco smoking materials
US3931824A (en) 1973-09-10 1976-01-13 Celanese Corporation Smoking materials
US4109663A (en) 1974-10-17 1978-08-29 Takeda Chemical Industries, Ltd. Tobacco product containing a thermo-gelable β-1,3-glucan-type polysaccharide
US4197861A (en) 1975-06-24 1980-04-15 Celanese Corporation Smoking material
AU1871276A (en) 1975-11-11 1978-04-20 Brown & Williamson Tobacco Tobacco
US4108151A (en) 1975-12-10 1978-08-22 Olin Corporation Gamma alumina filled paper wrapper for smoking articles
NL7600738A (nl) 1976-01-23 1977-07-26 Plasmainvent Ag Inrichting voor het plasma-spuiten.
DE2740011A1 (de) 1977-09-06 1979-03-08 Bat Cigarettenfab Gmbh Verfahren zur entfernung von stickstoffmonoxid und kohlenmonoxid aus tabaksrauch sowie tabakmaterial, rauchfilter und cigarettenpapier zu seiner durchfuehrung
GB2013476B (en) 1978-01-20 1983-04-07 Gallaher Ltd Smoking products
US4256609A (en) 1978-01-20 1981-03-17 Gallaher Limited Catalysts
US4195645A (en) 1978-03-13 1980-04-01 Celanese Corporation Tobacco-substitute smoking material
FR2424061A1 (fr) 1978-04-25 1979-11-23 Lyon Applic Catalytiques Nouvelle masse de contact pour catalyse heterogene
US4463030A (en) 1979-07-30 1984-07-31 Graham Magnetics Incorporated Process for forming novel silver powder composition
FR2483804A2 (fr) 1980-06-04 1981-12-11 Applic Catalytiques Ste Ly Nouvelle masse de contact pour catalyse heterogene
EP0061891B1 (en) * 1981-03-26 1985-12-11 Gallaher Limited Catalysts and their production
US4450847A (en) 1982-04-07 1984-05-29 Olin Corporation Wrapper for smoking articles and method
US4489739A (en) 1982-05-24 1984-12-25 Kimberly-Clark Corporation Smokable tobacco composition and method of making
GB8300554D0 (en) 1983-01-10 1983-02-09 Atomic Energy Authority Uk Catalyst preparation
US4453553A (en) 1983-01-24 1984-06-12 Cohn Charles C Treatment of cigarette paper
US4744374A (en) 1983-12-27 1988-05-17 Scopas Technology Company, Inc. Hydrophobic, crystalline, microporous silaceous materials of regular geometry
JPS60216843A (ja) * 1984-04-03 1985-10-30 Patent Puromooto Center:Kk 還元性ガス酸化触媒フイルタ
US4957710A (en) 1985-01-11 1990-09-18 Toyota Motor Corporation Catalytic combustion type exhaust gas processing device and drying furnace for use in coating utilizing the same
US4875910A (en) 1985-06-27 1989-10-24 L'institut De L'amiante Filter for removing cancer causing compounds from exhaust fumes
US4763674A (en) 1986-04-16 1988-08-16 Hercules Incorporated Method and device for controlling hydrogen cyanide and nitric oxide concentrations in cigarette smoke
GB8609603D0 (en) 1986-04-19 1986-05-21 Hardy L R Tobacco products
US4855274A (en) 1987-08-31 1989-08-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Process for making a noble metal on tin oxide catalyst
GB8819291D0 (en) 1988-08-12 1988-09-14 British American Tobacco Co Improvements relating to smoking articles
US5040551A (en) 1988-11-01 1991-08-20 Catalytica, Inc. Optimizing the oxidation of carbon monoxide
DE3842771A1 (de) * 1988-12-19 1990-06-21 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Hochdruckentladungslampe kleiner elektrischer leistung und verfahren zum betrieb
US5211684A (en) 1989-01-10 1993-05-18 R. J. Reynolds Tobacco Company Catalyst containing smoking articles for reducing carbon monoxide
US4991181A (en) 1989-01-18 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Catalyst for carbon monoxide oxidation
US5017357A (en) 1989-06-14 1991-05-21 Phillips Petroleum Company Catalytic process for oxidation of carbon monoxide
US4956330A (en) * 1989-06-19 1990-09-11 Phillips Petroleum Company Catalyst composition for the oxidation of carbon monoxide
US4940686A (en) 1989-08-07 1990-07-10 Phillips Petroleum Company Catalyst for oxidation of carbon monoxide
US5129408A (en) 1990-08-15 1992-07-14 R. J. Reynolds Tobacco Company Cigarette and smokable filler material therefor
US5105836A (en) 1989-09-29 1992-04-21 R. J. Reynolds Tobacco Company Cigarette and smokable filler material therefor
US5101839A (en) 1990-08-15 1992-04-07 R. J. Reynolds Tobacco Company Cigarette and smokable filler material therefor
FR2665184B1 (fr) 1990-07-24 1993-10-15 Centre Nal Recherc Scientifique Poudres composites alumine/metal, cermets realises a partir desdites poudres et procedes de fabrication.
US5139824A (en) 1990-08-28 1992-08-18 Liburdi Engineering Limited Method of coating complex substrates
US5258340A (en) 1991-02-15 1993-11-02 Philip Morris Incorporated Mixed transition metal oxide catalysts for conversion of carbon monoxide and method for producing the catalysts
US5591368A (en) 1991-03-11 1997-01-07 Philip Morris Incorporated Heater for use in an electrical smoking system
KR0130128B1 (ko) 1991-07-16 1998-04-09 다니이 아끼오 탈취용 발열체
US5281447A (en) 1991-10-25 1994-01-25 International Business Machines Corporation Patterned deposition of metals via photochemical decomposition of metal-oxalate complexes
US5322075A (en) 1992-09-10 1994-06-21 Philip Morris Incorporated Heater for an electric flavor-generating article
US5284166A (en) 1992-10-07 1994-02-08 Kimberly-Clark Corporation Method of producing brown cigarette wrapper paper
US5446003A (en) 1993-01-12 1995-08-29 Philip Morris Incorporated Production of supported particulate catalyst suitable for use in a vapor phase reactor
US6258974B1 (en) 1993-04-13 2001-07-10 Southwest Research Institute Metal oxide compositions composites thereof and method
US5386838A (en) 1993-07-09 1995-02-07 Kimberly-Clark Corporation High surface area iron-magnesium smoke suppressive compositions
JP3342763B2 (ja) 1994-02-04 2002-11-11 ダイセル化学工業株式会社 シガレットフィルター素材
US5422331A (en) 1994-02-25 1995-06-06 Engelhard Corporation Layered catalyst composition
ATE195057T1 (de) 1994-09-07 2000-08-15 British American Tobacco Co Rauchartikel
US5503874A (en) 1994-09-30 1996-04-02 General Electric Company Method for low temperature chemical vapor deposition of aluminides containing easily oxidized metals
US5494704A (en) 1994-10-03 1996-02-27 General Electric Company Low temperature chemical vapor deposition of protective coating containing platinum
EP0787224B1 (de) 1994-10-18 1998-09-16 ATOTECH Deutschland GmbH Verfahren zur abscheidung von metallschichten
US5585020A (en) 1994-11-03 1996-12-17 Becker; Michael F. Process for the production of nanoparticles
US5671758A (en) 1994-12-13 1997-09-30 Rongved; Paul I. Catalytic cigarette smoke cleaning devise and process
US5780101A (en) 1995-02-17 1998-07-14 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Method for producing encapsulated nanoparticles and carbon nanotubes using catalytic disproportionation of carbon monoxide
WO1996038212A2 (en) 1995-05-23 1996-12-05 United Technologies Corp Back-side illuminated organic pollutant removal system
DE69623252T2 (de) 1995-09-07 2003-04-10 Japan Tobacco Inc., Tokio/Tokyo Zigarettenpapier für tabakprodukte
JPH09241709A (ja) 1996-03-11 1997-09-16 Murata Mfg Co Ltd 銅粉末の製造方法
US5702836A (en) 1996-05-03 1997-12-30 University Of Massachusetts Electrocatalyst
WO1998011984A1 (fr) 1996-09-20 1998-03-26 Daiken Chemical Co., Ltd. Photocatalyseur supportant des particules metalliques ultra-fines, materiau a fonctionnalite elevee charge a l'aide de ce photocatalyseur et procede de fabrication de ces derniers
AU724365B2 (en) 1996-10-15 2000-09-21 Rothmans, Benson & Hedges Inc. Cigarette sidestream smoke and free-burn rate control device
US5934289A (en) 1996-10-22 1999-08-10 Philip Morris Incorporated Electronic smoking system
JP3466856B2 (ja) 1997-02-05 2003-11-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒およびその製造方法
US5766562A (en) 1997-03-10 1998-06-16 Ford Global Technologies, Inc. Diesel emission treatment using precious metal on titania aerogel
AU735668B2 (en) 1997-03-24 2001-07-12 Materials Innovation Inc. Method for making parts from particulate ferrous material
BG62687B1 (bg) 1997-05-15 2000-05-31 "Ламан-Консулт"Оод Златен катализатор за окисление на въглероден оксид и въглеводороди, редуциране на азотни оксиди иразлагане на озон
DE19721601A1 (de) 1997-05-23 1998-11-26 Hoechst Ag Polybetain-stabilisierte, Palladium-haltige Nanopartikel, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie daraus hergestellte Katalysatoren zur Gewinnung von Vinylacetat
DE19741498B4 (de) 1997-09-20 2008-07-03 Evonik Degussa Gmbh Herstellung eines Keramik-Edelstahlgewebe-Verbundes
BG62723B1 (bg) 1997-09-29 2000-06-30 "Ламан-Консулт"Оод Златен катализатор и приложението му при горивниелементи
WO1999021652A2 (de) 1997-10-29 1999-05-06 Universität Ulm Nanostrukturen
DE19754304A1 (de) 1997-12-08 1999-06-10 Hoechst Ag Polybetain-stabilisierte Platin-Nanopartikel, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung für Elektrokatalysatoren in Brennstoffzellen
US6132694A (en) 1997-12-16 2000-10-17 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Catalyst for oxidation of volatile organic compounds
JPH11235169A (ja) * 1998-02-23 1999-08-31 Daicel Chem Ind Ltd たばこエレメントおよびその製造方法
CA2268469C (en) 1998-04-10 2004-03-23 University Of Central Florida Apparatus and method for photocatalytic and thermocatalytic pollution control
TW536395B (en) 1998-04-16 2003-06-11 Rothmans Benson & Hedges Cigarette sidestream smoke treatment material
JP2000070718A (ja) 1998-06-17 2000-03-07 Nippon Shokubai Co Ltd ベンジルエステルの製造方法
US6262129B1 (en) 1998-07-31 2001-07-17 International Business Machines Corporation Method for producing nanoparticles of transition metals
DE19836585C1 (de) 1998-08-12 2000-05-11 Zsw Au/Fe¶2¶0¶3¶-Katalysatormaterialien, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
US6235677B1 (en) 1998-08-20 2001-05-22 Conoco Inc. Fischer-Tropsch processes using xerogel and aerogel catalysts by destabilizing aqueous colloids
KR20000047148A (ko) 1998-12-30 2000-07-25 최상구 황토분을 첨가한 담배와 그 제조방법
US6053176A (en) 1999-02-23 2000-04-25 Philip Morris Incorporated Heater and method for efficiently generating an aerosol from an indexing substrate
US6348431B1 (en) 1999-04-19 2002-02-19 Sandia National Laboratories Method for low temperature preparation of a noble metal alloy
DE60038075T2 (de) 1999-07-02 2009-02-19 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama-shi Abgasreinigungssystem
US6316377B1 (en) 1999-09-10 2001-11-13 Battelle Memorial Institute Rare earth oxide fluoride nanoparticles and hydrothermal method for forming nanoparticles
US6346136B1 (en) 2000-03-31 2002-02-12 Ping Chen Process for forming metal nanoparticles and fibers
US6625341B1 (en) * 2000-06-12 2003-09-23 Vlad J. Novotny Optical cross connect switching array system with electrical and optical position sensitive detection
US6353037B1 (en) 2000-07-12 2002-03-05 3M Innovative Properties Company Foams containing functionalized metal oxide nanoparticles and methods of making same
ATE448701T1 (de) * 2000-09-18 2009-12-15 Rothmans Benson & Hedges Zigarette mit geringem seitenströmungsrauch und verbrennbarem papier
US20040025895A1 (en) * 2001-08-31 2004-02-12 Ping Li Oxidant/catalyst nanoparticles to reduce tobacco smoke constituents such as carbon monoxide
US6769437B2 (en) 2002-04-08 2004-08-03 Philip Morris Incorporated Use of oxyhydroxide compounds for reducing carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette
US6782892B2 (en) * 2002-08-30 2004-08-31 Philip Morris Usa Inc. Manganese oxide mixtures in nanoparticle form to lower the amount of carbon monoxide and/or nitric oxide in the mainstream smoke of a cigarette
US6857431B2 (en) * 2002-12-09 2005-02-22 Philip Morris Usa Inc. Nanocomposite copper-ceria catalysts for low temperature or near-ambient temperature catalysis and methods for making such catalysts
US20040173229A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-09 Crooks Evon Llewellyn Smoking article comprising ultrafine particles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1204353A (en) * 1967-11-30 1970-09-09 Chem Seek Inc Carbon-coated alumina
US4317460A (en) * 1978-01-20 1982-03-02 Gallaher Limited Smoking products
US20030000538A1 (en) * 2000-11-10 2003-01-02 Bereman Robert D. Method and product for removing carcinogens from tobacco smoke
WO2003020058A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-13 Philip Morris Products Inc. Oxidant/catalyst nanoparticles to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette

Also Published As

Publication number Publication date
US20040250826A1 (en) 2004-12-16
WO2004110184A3 (en) 2005-02-10
PT1635656E (pt) 2008-08-21
ATE399475T1 (de) 2008-07-15
CN1805695A (zh) 2006-07-19
PL1635656T3 (pl) 2008-11-28
ZA200509485B (en) 2006-10-25
WO2004110184A2 (en) 2004-12-23
KR101145045B1 (ko) 2012-05-21
US7152609B2 (en) 2006-12-26
NO20060188L (no) 2006-01-12
AU2004246879B2 (en) 2010-05-13
JP4773956B2 (ja) 2011-09-14
CA2527569C (en) 2012-09-25
HK1083992A1 (en) 2006-07-21
EP1635656A2 (en) 2006-03-22
EP1635656B1 (en) 2008-07-02
AU2004246879A1 (en) 2004-12-23
CN100455222C (zh) 2009-01-28
BRPI0411419B1 (pt) 2014-01-28
CA2527569A1 (en) 2004-12-23
BRPI0411419A (pt) 2006-07-25
MXPA05013557A (es) 2006-04-05
JP2007527782A (ja) 2007-10-04
EA200600031A1 (ru) 2006-04-28
IL172083A (en) 2010-11-30
KR20060026871A (ko) 2006-03-24
UA82106C2 (ru) 2008-03-11
IL172083A0 (en) 2009-02-11
DE602004014764D1 (de) 2008-08-14
MA27876A1 (fr) 2006-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA008235B1 (ru) Катализатор для уменьшения оксида углерода и оксида азота в основном потоке сигаретного дыма
KR101145081B1 (ko) 궐련의 주류연에서 일산화탄소를 감소시키는 촉매
US7243658B2 (en) Nanoscale composite catalyst to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette
US7568485B2 (en) System for dispersing powder materials in a cigarette rod
US7165553B2 (en) Nanoscale catalyst particles/aluminosilicate to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette
US8434495B2 (en) Tobacco cut filler including metal oxide supported particles
US20160023161A1 (en) Method for oxidizing carbon monoxide
US9034431B2 (en) Preparation of intermetallics by metallo-organic decomposition
ZA200509484B (en) Catalyst to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU