KR20070024668A - 궐련 연기 중의 일산화탄소의 산화를 위한 촉매 - Google Patents
궐련 연기 중의 일산화탄소의 산화를 위한 촉매 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070024668A KR20070024668A KR1020067027643A KR20067027643A KR20070024668A KR 20070024668 A KR20070024668 A KR 20070024668A KR 1020067027643 A KR1020067027643 A KR 1020067027643A KR 20067027643 A KR20067027643 A KR 20067027643A KR 20070024668 A KR20070024668 A KR 20070024668A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silver
- oxide
- particles
- cigarette
- catalyst
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 190
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 title claims abstract description 146
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 112
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 112
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 222
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 216
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 216
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 168
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 156
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 84
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 claims abstract description 60
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 claims abstract description 59
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical group [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical group [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 22
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 6
- DKYDUFWOIUKRGU-UHFFFAOYSA-N [Ag+].[O-2].[Ce+3].[O-2] Chemical compound [Ag+].[O-2].[Ce+3].[O-2] DKYDUFWOIUKRGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- 241000894007 species Species 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 4
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- 239000012494 Quartz wool Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVMBEXJKZGJYRH-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Ce] Chemical compound [Ag].[Ce] LVMBEXJKZGJYRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- VFWRGKJLLYDFBY-UHFFFAOYSA-N silver;hydrate Chemical compound O.[Ag].[Ag] VFWRGKJLLYDFBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
- A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
- A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
- A24B15/287—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
- A24B15/288—Catalysts or catalytic material, e.g. included in the wrapping material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
- A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
- A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
- A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
- A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
- A24B15/285—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances characterised by structural features, e.g. particle shape or size
- A24B15/286—Nanoparticles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
- A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
- A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
- A24B15/287—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D1/00—Cigars; Cigarettes
- A24D1/002—Cigars; Cigarettes with additives, e.g. for flavouring
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D1/00—Cigars; Cigarettes
- A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
- A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
- A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8643—Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
- B01D53/8646—Simultaneous elimination of the components
- B01D53/865—Simultaneous elimination of the components characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/50—Silver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/66—Silver or gold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/104—Silver
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
Abstract
궐련의 성분은 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 은-계 촉매를 포함한다. 은-계 촉매는 금속 산화물 지지체 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 금속성 은 및/또는 은 산화물의 입자(예를 들면, 나노크기 또는 더 큰 크기의 입자)를 포함한다. 은-계 촉매는 흡연 중에 궐련의 주류연 중의 일산화탄소의 농도를 감소시키도록 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료와 같은 궐련 구성품으로 병합될 수 있다. 촉매는 또한 비궐련 적용에서 사용될 수 있다.
나노크기, 지지체
Description
궐련이나 시가와 같은 흡연 물품은 담배를 피우는 중에 주류연 및 정적인 연소 중에 부류연 둘 다를 생성한다. 주류연 및 부류연 둘 다의 하나의 구성성분은 일산화탄소(CO)이다. 연기 중의 일산화탄소의 감소가 바람직하다.
절단 충전재 조성물, 궐련 종이, 궐련 필터 재료, 궐련, 및 은-계 촉매를 사용하는 궐련 제조 방법이 제공된다. 바람직하기는 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 산화제 및 촉매 둘 다로서 작용할 수 있는 은-계 촉매는 흡연 중에 궐련의 주류연 중의 일산화탄소 및/또는 총 미립자 물질의 양을 감소시킬 수 있다.
은-계 촉매는 제 2 금속 산화물의 지지체 입자 내에 그리고/또는 그 위에 지지된 은의 입자 및/또는 은 산화물을 포함한다. 바람직하기는 은의 입자 및/또는 은 산화물은 나노크기 입자이다. 예를 들면, 바람직한 구현예에서, 은의 나노크기 입자는 제 2 금속 산화물 입자의 노출된 표면 상에 지지된다. 지지체 입자는 나노크기 및/또는 마이크론-크기를 가진 입자를 포함할 수 있다. 바람직하기는, 제 2 금속 산화물은 비-화학량론적 산화물이다. 제 2 금속의 예로는 마그네슘, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 이트륨, 지르코늄, 니오브, 세륨, 하프늄 및 이들의 혼합물이 있다. 산화물-지지된 은 및/또는 은 산화물 입자를 포함하는 촉매는 바람직하기는 약 1~70 중량%, 더 바람직하기는 약 5~20 중량%의 은 및/또는 은 산화물을 포함한다. 하나의 구현예에 따라, 은 및/또는 은 산화물 입자는 약 100 nm 미만, 더 바람직하기는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는다. 촉매는 나노크기 은 및/또는 은 산화물 입자의 집합체를 포함할 수 있는데, 집합체는 약 1~50 마이크론의 평균 크기를 갖는다.
은-계 촉매를 포함하는 궐련을 제조하는 방법은 (ⅰ) 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료 중 적어도 하나에 은-계 촉매를 병합시키는 단계; (ⅱ) 담배 칼럼을 형성하도록 궐련 제조 기계에 담배 절단 충전재를 제공하는 단계; (ⅲ) 궐련의 담배 로드를 형성하도록 담배 칼럼 주위에 궐련 종이를 위치시키는 단계; 및 (ⅳ) 임의로, 티핑(tipping) 종이를 사용하여 담배 로드에 궐련 필터 재료을 포함하는 궐련 필터를 부착시키는 단계를 포함한다. 촉매는 분무, 가루 살포(dusting) 또는 침지에 의해 궐련의 하나 이상의 구성품으로 병합될 수 있다.
바람직한 방법에 따라, 은 및/또는 은 산화물의 지지된 입자로 필수적으로 이루어진 촉매는 궐련 중의 하나의 구성품으로 병합된다. 또 다른 방법에 따라, 궐련 중의 구성품으로 병합된 촉매는 산화물 지지체의 입자와 혼합된 은 및/또는 은 산화물의 입자를 포함한다.
지지된 은 입자 및/또는 은을 포함하는 입자(예를 들면, 은 산화물)는 질산은과 같은 은 염의 침착 또는 열적 분해를 통해 만들어질 수 있다. 또 다른 방법에 따라, 은-계 촉매는 은 염의 용액을 제 2 금속 산화물의 콜로이드 현탁물과 혼합하 고 그 후 제 2 금속 산화물 안에 그리고/또는 그 위에 병합된 은 및/또는 은 산화물 입자를 형성하도록 은 염을 분해하기 위해 혼합물을 가열함으로써 형성될 수 있다. 바람직한 제 2 금속은 비-화학량론적 산화물 지지체 입자를 형성할 수 있는 세륨이다.
또 다른 방법에 따라, 은-계 촉매는 조절된 대기 하에 표적 재료의 레이저 증발 및 조절된 응축에 의해 형성될 수 있는데 여기서 표적 재료는 은 및 은과는 다른 제 2 금속을 포함한다. 레이저로부터 에너지를 가진 적절한 표적을 탈거(ablating)함으로써, 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자 및 제 2 금속 산화물의 입자가 기체 상에서 형성 및 응축하여서 은-계 촉매를 형성할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료 중의 적어도 하나 안에 그리고/또는 그 위에 은-계 촉매를 병합시키기 전에, 촉매는 제 2 금속 산화물 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 산화물로 필수적으로 이루어진 은-계 촉매를 형성하도록 은을 산화시키기 위해 산소-함유 기체를 포함하는 대기 중에서 200℃ 이상의 온도로 가열된다.
은-계 촉매는 또한 비히클 배기가스 배출, 레이저에서 사용된 기체, 연료 전지에서 사용된 기체 및/또는 공기 여과를 받은 주위 공기로부터 일산화탄소의 농도를 감소시키는데 사용될 수 있다.
바람직한 구현에의 상세한 설명
은-계 촉매는 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및/또는 궐련 필터 재료와 같은 궐련의 구성품으로 병합될 수 있다. 은-계 촉매는 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 촉진시키고 그리고/또는 산화시킬 수 있다. 특히, 은-계 촉매는 일산화탄소의 저-온 또는 상온 가까이에서 산화에 유용하다. 은-계 촉매를 궐련의 구성품으로 병합시킴으로써, 주류연 중의 일산화탄소의 양은 감소될 수 있다. 은-계 촉매는 제 2 금속 산화물의 지지체 입자 상에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 입자를 포함하는데, 제 2 금속은 은과는 다른 것이다.
하나의 구현예에 따라, 은-계 촉매는 은 염의 수용액으로부터 은 및/또는 은 산화물을 침착시킴으로써 제조될 수 있다. 침착된 생성물은 제 2 금속(즉, 은과 다른 금속)의 산화물의 입자와 같이 지지체와 조합될 수 있다. 산화물 지지체의 예로는 세륨 산화물, 티타늄 산화물 및/또는 알루미늄 산화물을 포함한다. 침착된 생성물은 지지체 입자 상에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 입자를 포함하는 은-계 촉매를 형성하도록 지지체 입자와 혼합될 수 있다.
또 다른 구현예에 따라, 지지된 은-계 촉매는 은 염의 용액을 제 2 금속 산화물의 콜로이드 현탁물과 혼합하고 그 후 제 2 금속 산화물의 입자 안에 그리고/또는 그 위에 병합된 은 및/또는 은 산화물을 포함하는 은-계 촉매를 형성하도록 조절된 대기 하에 은 염을 열적으로 분해함으로써 제조될 수 있다.
또 다른 구현예에 따라, 은을 포함하는 나노크기 입자(예를 들면, 은 또는 은 산화물)는 은을 포함하는 표적으로부터 레이저 증발/조절된 응축에 의해 제조될 수 있다. 레이저 증발/조절된 응축으로, 출발 재료(예를 들면, 표적)는 증기를 형성하도록 레이저 에너지에 노출되고 연이어 은-계 촉매를 형성하도록 응축된다. 게다가, 레이저 증발/조절된 응축을 사용하여 은-계 입자 및 산화물 지지체 입자 둘 다의 구성 원자를 포함하는 표적으로부터 직접 은-계 촉매를 형성하는 것이 가능하다. 은-계 촉매는 산화물 지지체의 입자 안에 그리고/또는 그 위에 병합된 은 및/또는 은 산화물의 입자를 포함한다.
병합됨으로써가 의미하는 것은 은 및/또는 은 산화물이 제 2 금속 산화물의 산화물 매트릭스(즉, 균질 또는 비-균질 복합물) 내에 그리고/또는 그 위에 있는 제 2 상을 포함한다는 것이다. 예를 들면, 은 및/또는 은 산화물은 제 2 금속 산화물의 매트릭스의 도처에 분산될 수 있고 그리고/또는 산화물의 노출된 표면 상에 분산될 수 있다.
바람직한 구현예에 따라, 은을 포함하는 입자 및 제 2 금속 산화물을 포함하는 입자가 동시에 형성되고 공-침착되어 은-계 촉매로 형성된다. 은-계 촉매는 궐련의 구성품에 직접 침착(deposit)될 수 있고, 또는 더 바람직하기는, 은-계 촉매는 형성되고, 수집되고, 연이어 궐련의 구성품에 병합될 수 있다.
지지된 은-계 촉매를 형성하는 바람직한 방법은 레이저 증발/조절된 응축(LVCC)이다. LVCC는 촉매에 병합될 수 있는 재료를 갖는 하나 이상의 표적을 사용하는 탈거(ablative) 방법이다. 탈거 방법에서, 표적의 영역은 에너지원(예를 들면, 레이저)으로부터 투사 에너지를 흡수한다. 투사 에너지는 예를 들면, 펄스된 레이저 에너지를 포함할 수 있다. 에너지의 흡수 및 연이은 표적의 가열은 표적 표면으로부터 원자 및 이온 종(즉, 증기)의 플룸(plume)으로 표적 재료가 탈거되도록 한다. 원자 및 이온 종은 서로와의 및 불활성 또는 반응성 기체와의 증기 상 충돌에 의해 입자로 응축될 수 있다. 형성하는 입자는 나노크기 입자를 포함할 수 있다.
요구되는 에너지의 양은 출발 재료의 온도, 출발 재료를 둘러싼 대기의 압력, 및 출발 재료의 열적 및 광학적 특성과 같은 재료 특성과 같은 처리방법 변수에 의존하여 변화할 것이다. 레이저 탈거로, 출발 재료는 물리적 침식에 의해 표적으로부터 점진적으로 제거된다. 표적은 제거될 소모가능 재료, 즉, 표적 재료로 형성된다(또는 코팅된다).
출발 재료는 순수한 재료 또는 재료들의 혼합물로 이루어진 고체 또는 분말 재료인 바람직한 형태를 가진 어떤 적절한 전구체 재료일 수 있다. 그러한 재료는 바람직하기는 실온에서 고체이고 그리고/또는 공기 중에서의 산화와 같이 화학적 분해에 영향받기 어렵다. 바람직하기는, 출발 재료는 가압된 분말 표적을 포함한다.
레이저 에너지는 바람직하기는 상당한 액체 상 전환을 겪는 재료 없이, 직접 출발 재료를 증발시킨다. 레이저 에너지를 발생시키는데 사용될 수 있는 레이저의 유형은 이온 레이저, UV 엑시머 레이저, Nd-YAG 및 He-Ne 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 빔은 표적 탈거의 균일성을 개선시키기 위해 그리고 원자의 및 나노미터-크기 입자의 균질성을 개선시키기 위해 표적 재료의 표면을 따라 스캔될 수 있다.
상기 방법은 펄스된 레이저 증발(vaporization)의 장점을 압력 및 온도의 잘-정의된 조건 하에 확산 구름 체임버에서 조절된 응축과 조합한다. 전형적으로, 체임버는 격리시키는 측벽에 의해 분리된 두 개의 수평 금속 플레이트를 포함한다. 상기 방법은 체임버 내 선택된 기체 혼합물로 하나 이상의 표적의 펄스된 레이저 증발을 사용할 수 있다. 표적은 체임버, 예를 들면, 더 낮은 플레이트 상에 놓여지고, 체임버는 불활성 기체 또는 불활성 기체 및 반응성 기체의 혼합물과 같은 기체로 채워진다. 예를 들면, 불활성 기체는 헬륨, 아르곤 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 반응성 기체는 산소를 포함할 수 있다. 바람직하기는 온도 구배가 상단과 바닥 플레이트 사이에 유지되고, 그것이 아르곤과 같은 무거운 기체를 사용함으로써 및/또는 체임버 내 상기 대기압 조건을 사용함으로써 향상될 수 있는 정상(steady) 대류 유동을 만들어낼 수 있다. 적절한 체임버의 세목은 The Journal of Chemical Physics, Vol. 52, No. 9, May 1, 1970, pp. 4733-4748에서 발견될 수 있고, 그 개시가 참고문헌으로서 여기에 병합되어 있다.
은-계 촉매의 생성에 적절한 LVCC 체임버 (2)의 도식적 설명이 도 1에 도시된다. 상단 차가운 플레이트 (4) 및 바닥 뜨거운 플레이트 (6)으로 표시된 두 개의 원형 수평 스테인레스 스틸 또는 알루미늄 플레이트는 약 6인치 외부 직경을 가진 유리 측벽 (8)에 의해 분리된다. 벌크(bulk) 표적 (10)은 바닥 플레이트 (6) 위에 설정되고, 홀더에 포함될 수 있다. 반응 체임버 (2)는 바닥 플레이트 상에 놓인 기체 흡입 구멍 (14)를 통해 기체 공급 (12)로 연결된다. 기체 공급은 조절 밸브 (16)에 의해 체임버로부터 격리된다. 체임버 내 및 기체 라인 내부의 압력은 임의의 바로셀(Barocel) 압력 센서 및 리드아웃 (18)을 통해 모니터되고, 이것은 기체 라인 내로 커플링된다. 체임버 및 기체 라인은 대략 10-3 토르의 기저 압력으로 비워질 수 있다. 각 실험의 가동(run) 중에 체임버는 He 또는 Ar과 같은 고순도(예를 들면, 99.99%) 운반체 기체 또는 반응성 혼합물로 채워지고, 이것은 운반체 기체 내에 비말동반된(entrained) 반응성 기체(예를 들면, O2)의 알려진 조성을 함유한다. 예를 들면, 사용된 반응성 혼합물은 헬륨 중의 산소, 또는 아르곤 중의 산소일 수 있다. 각 침착 가동 이전에 체임버는 바람직하기는 체임버로부터 어떤 잔여 불순물들의 제거를 확실하게 하도록 운반체 기체로 여러 번 채워지고 비워진다. 에너지원은 체임버 벽을 통해 에너지 빔이 체임버에 들어가도록 체임버 외부에 위치될 수 있다. 배출된 원자들은 체임버 내 기체 혼합물과 상호작용한다. 확산과 대류 둘 다는 그것들이 더 큰 입자로 성장할 수 있기 전에 핵형성 구역으로부터(일단 증기상으로부터 응축됨) 멀리 작은 입자의 제거를 도울 수 있다.
Q-스위치된 Nd-YAG 레이저(파장 532 nm; 10 ns 펄스 지속기간)의 제 2 고조파(harmonic)와 같은 레이저의 출력을 표적에 집중함으로써 체임버 내에서 증기가 만들어질 수 있다. 전형적으로 레이저는 30 Hz로 운영되고 표적에 15-100 mJ/펄스의 힘을 전달한다.
레이저 증기화는 지정된 침착을 허용하는 지향성 제트에서, 매우 짧은 시간, 전형적으로는 10-8초 내에 고-밀도 증기를 생성시킨다. 표적으로부터 배출된 입자들 사이의 충돌은 기체에서 입자로의 변환 중에 브라운 운동을 겪고 표적 재료의 입자 형성을 가져온다. 레이저 증기화는 동시에 여러 다른 표적으로부터 또는 단일 화합물 표적으로부터 가능하고, 제 2 금속 산화물 입자(예를 들면, 나노크기 또는 더 큰 입자)에 병합된 은 및/또는 은 산화물을 바람직하기는 포함하는 은-계 촉매를 산출한다. 바람직하기는, 제 2 금속 산화물의 입자는 약 500 nm 미만, 더 바람직하기는 약 50 nm 미만, 가장 바람직하기는 약 10 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는다.
상기에 언급했듯이, 정상(steady) 대류 유동이 체임버 내에서 만들어질 수 있다. 정상 대류 유동은 두 가지 방법으로 달성될 수 있다; 상단 플레이트 (4)는 플레이트 내에 액체 질소를 순환시킴에 의해서와 같이 냉각되고 바닥 플레이트 (6)은 더 높은 온도(예를 들면, 실온)로 유지되거나 또는 바닥 플레이트 (6)은 플레이트 내에 가열한 유체를 순환시킴에 의해서나 전기적 가열기에 의해서와 같이 가열되고 상단 플레이트 (4)는 더 낮은 온도(예를 들면, 실온)로 유지된다. 예를 들면, 상단 플레이트는 상단 플레이트 내 유체 통로에서 액체 질소를 순환시킴에 의해 150 K 미만으로 냉각될 수 있다. 어떤 경우에, 상단 플레이트는 바닥 플레이트보다 상당히 더 낮은 온도로 유지되고, 이것이 상단 플레이트를 응축되게 하거나 침착 플레이트가 되게 한다. 바람직하기는 상단 플레이트와 바닥 플레이트 사이의 온도 구배는 약 20℃ 이상, 더 바람직하기는 50℃ 이상이다. 유리 측벽 주위에 싸인 니크롬 가열 와이어는 측벽 상의 침착을 감소시키고 두 플레이트 사이의 균일한 온도 구배를 촉진하도록 유리 측벽을 가열할 수 있다. 플레이트의 온도는 각 플레이트에 부착되고 온도 리드아웃에 평행하게 연결된 열전쌍을 사용하여 모니터된다.
상단 플레이트가 접근됨에 따라 체임버 대기의 온도는 감소하여 체임버의 상부 절반에 전개되는 최대 과-포화를 초래한다. 과-포화가 더 크면 클수록, 응축에 필요한 핵의 크기는 더 작아질 것이다. 온도 구배를 변화시키는 것은 체임버 내 과-포화를 향상시킬 수 있다. 대류는 그것들이 크기에서 더 크게 성장하기 전에 핵형성 구역 밖으로의 입자들의 확산에 역할을 한다. 체임버 내 대류는 온도 구배를 증가시킴에 의해 또는 더 무거운 운반체 기체(예를 들면, 헬륨에 비교되는 바와 같이 아르곤)를 사용함에 의해 향상될 수 있다. 은-계 촉매를 생성하는데 있어서, 생성된 증기는 증기 상을 불활성 기체, 반응성 기체와 충돌시키는 것에 의해 그리고/또는 차가운 플레이트에 의해 냉각되거나 응축될 수 있다.
레이저 탈거 중에, 탈거된 입자들의 밀도가 충분히 낮고, 그것들의 상대 속도가 충분히 높으면, 표적 재료로부터의 입자들(예를 들면, 원자, 클러스터 및 하전된 입자)은 그것들이 차가운 플레이트 표면 또는 그것들이 유착할 수 있는 차가운 플레이트 상에 위치된 궐련 구성품에 충돌할 때까지 기체를 통해 이동할 수 있다. 한편 탈거된 입자들의 밀도가 충분히 높고, 그것들의 상대 속도가 충분히 작으면, 표적으로부터의 입자들은 기체 상에 결집될 수 있고, 이것은 그 후 차가운 플레이트 상에 침착될 수 있거나 차가운 플레이트 상에 위치된 궐련 구성품 상에 침착될 수 있다.
이론에 의해 구속받고 싶지 않지만, 약 10-3 토르 미만의 탈거 압력에서 탈거된 종의 평균 자유 행정은 충분히 길어서 탈거된 종이 많은 기체 상 충돌을 겪지 않고서 차가운 플레이트에 도달한다. 따라서 더 낮은 반응기 압력에서, 탈거된 재료는 차가운 플레이트 표면 상에 침착되고 확산되고 차가운 플레이트 상에 내려앉은 후에 입자를 형성하도록 서로 결집될 수 있다. 약 10-3 토르를 초과하는 압력과 같은 더 높은 압력에서, 탈거된 종의 기체 상에서의 충돌 빈도는 상당히 더 높고 핵형성 및 입자를 형성하기 위해 탈거된 종의 성장은 차가운 플레이트 표면 상에 내려앉기 전에 기체 상에서 일어날 수 있다. 따라서 더 높은 압력에서 탈거된 재료는 기체 상에서 은-계 촉매를 형성할 수 있고, 이것은 별개의(discrete) 입자처럼 침착될 수 있다.
전형적인 가동 후에 체임버는 실온이 되게 하고 샘플을 수집하고 대기 조건 하에 저장한다. 증기 상에 방출된 원자의 수 밀도를 측정하기 위해 사용될 수 있는(예를 들면, 펄스 당 1014의 원자 정도), 온도 구배, 체임버 압력 및 레이저 힘을 조절함으로써, 응축 방법 및 그 결과로서 은-계 촉매의 크기 및 조성이 조절될 수 있다.
체임버 내의 운용 압력은 바람직하기는 약 10-3 토르, 더 바람직하기는 약 760 토르보다 더 크다. 온도 구배는 체임버의 상단 및/또는 바닥 플레이트의 온도를 변경시킴으로써 조정될 수 있다. 상부 플레이트의 온도는 바람직하기는 약 -150℃~30℃이다. 하부 플레이트의 온도는 바람직하기는 약 -20℃~150℃이다. 상기에 기술된 LVCC 기구는 바닥 플레이트에 비례하여 냉각되는 상단 플레이트를 갖지만, 이 기하학적 배열은 거꾸로 될 수 있다는 것이 이해되어야 한다(예를 들면, 상단 플레이트가 바닥 플레이트에 비례하여 가열될 수 있다).
LVCC 방법은 바람직하기는 체임버에서 대기 압력보다 더 높은 압력에서 헬륨 및/또는 아르곤의 불활성 환경을 가지고 이행되고, 이것은 합성 중에 대기 오염의 가능성을 감소시킨다. 하지만, 상기에 나타나 있듯이, 반응은 또한 대기 압력보다 더 낮은 압력에서 수행될 수 있다.
상기 방법의 부가된 장점은 반응 체임버 내로 알려진 농도의 산소와 같은 반응성(예를 들면, 산화) 기체를 정교하게 도입함으로써 선택된 금속 및 금속 산화물 입자를 제조하는 능력이다. 침착 과정 중에 체임버 내로의 반응성 기체의 도입은 표적으로부터 탈거된 재료가 산화물 나노크기 입자를 얻도록 그러한 기체들과 조합하는 것을 허용한다. 따라서, 반응성 탈거에서 체임버는 공기, 산소, 수증기, 등과 같은 작은 비율의 반응성 기체를 포함하고, 이것은 금속 산화물을 포함하는 입자를 형성하도록 표적 재료의 원자와 반응한다. 표적은 은 또는 은 산화물로 필수적으로 이루어질 수 있고, 그것에 의해서 은 또는 은 산화물의 입자가 생성될 수 있거나, 또는 표적은 은(예를 들면, 은 및/또는 은 산화물) 및 제 2 금속을 포함할 수 있다. 은 및 제 2 금속을 포함하는 표적을 제공함으로써, 지지된 은-계 촉매가 직접 형성될 수 있다. 제 2 금속은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Nb, Ce 및 Hf로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속들의 금속 또는 금속 산화물일 수 있다. 제 2 금속을 포함하는 표적은 바람직하기는 금속 산화물의 형태로 제 2 금속을 포함한다. 예를 들면, 은-세륨 산화물 촉매는 아르곤과 산소를 포함하는 체임버에서 은-세륨 표적을 반응적으로 탈거함으로써 형성될 수 있다. 바람직하기는 은-세륨 산화물 촉매는 세륨 산화물(예를 들면, CeO2 -x)의 나노크기 입자에 병합된 은(예를 들면, Ag, AgO 및/또는 Ag2O)을 포함하는 나노크기 입자를 포함한다.
반응성 탈거에 더하여, 은-계 촉매는 은 금속 및 세륨 산화물을 포함하는 표적으로부터 탈거를 통하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 은-세륨 산화물 촉매는 아르곤을 포함하는 체임버에서 은 금속 및 세륨 산화물의 가압된 분말 표적을 탈거함으로써 형성될 수 있다.
은-계 촉매의 미세구조는 탈거를 사용하여 조절될 수 있다. 입자 밀도, 상 분포 및 (비결정에 대하여) 결정 상의 넓이 및 형태는 예를 들면, 압력, 레이저 에너지 및 차가운 플레이트의 온도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 제 2 금속 산화물에 대한 은 및/또는 은 산화물의 비율을 포함하는, 은-계 촉매의 조성은 표적의 조성을 조절함으로써 조절될 수 있다.
유리하게는, 탈거는 무균 조건 하에, 은-계 촉매의 건조, 무-용매(solvent-free), 동시 형성 및 침착을 허용한다. 하나의 구현예에 따라, 은-계 촉매는 궐련의 주류연 중의 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 촉진하고 그리고/또는 산화시키는데 사용될 수 있다.
하나의 구현예는 (ⅰ) 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료 중 적어도 하나에 은-계 촉매를 병합시키는 단계; (ⅱ) 담배 칼럼을 형성하도록 궐련 제조 기계에 담배 절단 충전재를 제공하는 단계; (ⅲ) 궐련의 담배 로드를 형성하도록 담배 칼럼 주위에 궐련 종이를 위치시키는 단계; 및 (ⅳ) 임의로 티핑 종이를 사용하여 담배 로드에 궐련 필터 재료를 함유하는 궐련 필터를 부착시키는 단계를 포함하는 궐련 제조 방법에 관한 것이다.
궐련의 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및/또는 궐련 필터 재료로 은-계 촉매를 병합함으로써, 은-계 촉매는 촉매 작용 및/또는 일산화탄소의 이산화탄소로의 산화를 통해 흡연 중에 주류연 중의 일산화탄소의 양을 감소시킬 수 있다. 은-계 촉매는 또한 흡연 중에 궐련을 통해 들이 쉬어지는 미립자 물질의 총량을 감소시킬 수 있다.
바람직하기는, 은-계 촉매는 5% 이상 정도로(예를 들면, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% 또는 45% 이상 정도로) 이산화탄소에 대한 일산화탄소의 주류연 중의 비율을 감소시키기에 효과적인 양으로 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및/또는 궐련 필터 재료에 병합된다. 바람직하기는, 촉매는 약 210℃ 미만 또는 약 100℃ 미만의 온도로 일산화탄소의 5% 이상을 이산화탄소로 변환시키기에 효과적인 양으로 존재한다.
궐련의 "흡연"은 궐련을 통해 들이쉬어질 수 있는 연기를 형성하기 위한 궐련의 가열 또는 연소를 의미한다. 일반적으로, 궐련의 흡연은 그 안에 함유된 담배가 연소 반응을 겪는 동안, 궐련의 한 쪽 끝에 불을 붙이는 것, 궐련의 입쪽 끝을 통해 궐련 연기를 들이쉬는 것을 포함한다. 궐련은 또한 다른 수단에 의해 흡연될 수 있다. 예를 들면, 공통적으로-지정된 미국 특허 6,053,176호; 5,934,289호; 5,591,368호 또는 5,322,075호에 기술된 것과 같이, 궐련은 궐련을 가열하는 것 및/또는 전기적 가열기 수단을 사용하여 가열하는 것에 의해 흡연될 수 있다.
"주류" 연이라는 용어는 담배 로드를 통과하여 필터 끝을 통해 유출되는 기체들의 혼합물, 즉, 궐련의 흡연 중에 궐련의 입쪽 끝으로부터 유출되거나 들이쉬어지는 연기의 양을 일컫는다.
담배 중의 구성성분에 더하여, 온도 및 산소 농도가 일산화탄소와 이산화탄소의 형성 및 반응에 영향을 끼칠 수 있다. 흡연 중에 형성된 일산화탄소의 총량은 세 가지 주요원의 혼합으로부터 나온다: 열 분해(약 30%), 연소(약 36%) 및 탄화된 담배에 의한 이산화탄소의 환원(적어도 23%). 주로 화학 반응속도론(chemical kinetics)에 의해 조절되는 열 분해로부터의 일산화탄소의 형성은 약 180℃의 온도에서 시작되고 약 1050℃에서 끝난다. 연소 중 일산화탄소와 이산화탄소의 형성은 주로 표면(ka)으로의 산소의 확산에 의해 그리고 표면 반응(kb)을 통해 조절된다. 250℃에서, ka와 kb는 거의 같다. 약 400℃에서, 반응은 확산조절된다. 최종적으로, 탄화된 담배 또는 차코울(charcoal)에 의한 이산화탄소의 환원이 약 390℃ 이상의 온도에서 일어난다.
흡연 중에 궐련에는 세 개의 별개 구역이 있다: 연소 구역, 열분해(pyrolysis)/증류 구역, 및 응축/여과 구역. 이론에 의해 구속되고 싶지 않지만, 은-계 촉매는 흡연 중 궐련의 다른 구역에서 일어나는 다양한 반응을 목표로 삼을 수 있다고 믿어진다.
먼저, 연소 구역은 궐련의 흡연 중, 보통 궐련의 불이 붙여진 끝에서 생성되는 궐련의 불타는 구역이다. 연소 구역의 온도는 약 700℃~약 950℃에 이르고, 가열 속도는 500℃/초만큼 높을 수 있다. 일산화탄소, 이산화탄소, 수증기, 및 다양한 유기 화합물을 생성하는 담배의 연소시 산소가 소비되고 있기 때문에, 산소의 농도는 연소 구역에서 낮다. 높은 온도와 결부된 낮은 산소 농도는 탄화된 담배에 의해 이산화탄소의 일산화탄소로의 환원을 가져온다. 이 구역에서, 은-계 촉매는 산화 메커니즘을 통해 일산화탄소를 이산화탄소로 변환시킬 수 있다. 연소 구역은 매우 발열 반응이고 발생된 열은 열분해/증류 구역으로 전해진다.
열분해 구역은 연소 구역의 배후 구역인데, 온도는 약 200℃~약 600℃에 이른다. 열분해 구역은 대부분의 일산화탄소가 생성되는 곳이다. 주요한 반응은 연소 구역에서 발생된 열을 사용하여 일산화탄소, 이산화탄소, 연기 성분, 및 챠코울을 생성하는 담배의 열분해(즉, 열적 분해)이다. 이 구역에는 약간의 산소가 존재하고, 따라서 은-계 촉매는 일산화탄소의 이산화탄소로의 산화를 촉진할 수 있다. 열분해 구역에서 은-계 촉매는 또한 CO의 CO2로의 변환을 직접 산화시킬 수 있다.
응축/여과 구역에서 온도는 주위 온도로부터 약 150℃까지의 범위이다. 이 구역에서 주요한 처리는 연기 성분의 응축/여과이다. 일산화탄소와 이산화탄소의 일부량은 궐련 외부로 확산되고 일부 산소는 궐련 내부로 확산된다. 응축/여과 구역에서 산소의 부분압은 일반적으로 주위 수준으로 회복되지 않는다. 응축/여과 구역에서, 은-계 촉매는 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 촉진하고 그리고/또는 산화시킬 수 있다.
여기서 사용되듯이, 촉매는 화학 반응의 속도에 영향을 끼칠 수 있고, 예를 들면, 촉매는 반응의 반응물 또는 생성물로써 참여하지 않고서 일산화탄소의 이산화탄소로의 산화 속도를 증가시킬 수 있다. 산화제는 산화제 스스로는 환원되도록, 예를 들면, 산소를 반응물에 제공함으로써 반응물을 산화시킬 수 있다. 환원제는 환원제 스스로는 산화되도록, 예를 들면, 반응물로부터 산소를 받음으로써 반응물을 환원시킬 수 있다.
바람직한 방법에 따라, 은-계 촉매는 궐련을 형성하는데 사용되는 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및/또는 궐련 필터 재료에 병합된다. 은-계 촉매는 약 100 nm 미만, 바람직하기는 약 50 nm 미만, 더 바람직하기는 약 10 nm 미만의 평균 입자 크기를 바람직하기는 갖는다.
세륨 산화물 (CeO2 -x)(x>0)은 세륨 산화물이 은 및/또는 은 산화물과 협력하여 지지체 및 활성 금속 산화물 산화 촉매 둘 다로서 작용할 수 있기 때문에 은-계 촉매에서 바람직한 지지체이다. Ce3 +와 Ce4 + 사이의 평형은 촉매적으로 활성 부위에 직접 산소를 공급함으로서 CO의 촉매적 연소를 가능하게 하는 예외적으로 높은 산소 저장량 및 방출 용량을 가져온다. 또한, CeO2 -x는 수증기로부터 불활성화에 덜 영향받고 Al2O3와 같은 다른 산화물보다 소결에 더 저항한다.
상기에 기술된 것과 같이 은-계 촉매는 담배 로드의 길이를 따라 연속적으로 또는 담배 로드의 길이를 따라 불연속적 위치에 제공될 수 있다. 게다가, 은-계 촉매는 담배 로드의 길이를 따라 균질적으로 또는 비-균질적으로 분포될 수 있다. 은-계 촉매는 궐련-제조 기계에 공급된 절단 충전재 담배 스톡(stock)에 첨가될 수 있거나 궐련 로드 주위에 궐련 종이를 싸기 이전에 담배 로드에 직접 병합될 수 있다. 은-계 촉매는 궐련 종이가 궐련으로 병합되기 전 또는 후에 궐련 종이 상에 직접 침착되고 그리고/또는 병합될 수 있다.
은-계 촉매는 바람직하기는 담배 로드, 궐련 필터 재료에 두루 그리고/또는 궐련의 궐련 종이 부분을 따라 분포될 것이다. 궐련의 하나 이상의 구성품에 두루 은-계 촉매를 제공함으로써 궐련을 통해 들이쉬어지는 일산화탄소의 양을 감소시키는 것이 가능하다.
은-계 촉매의 양은 주류연 중의 일산화탄소의 양이 궐련의 흡연 중에 감소되도록 선택될 수 있다. 바람직하기는, 은-계 촉매의 양은 촉매적으로 유효한 양, 예를 들면, 주류연 중의 일산화탄소의 10% 이상, 더 바람직하기는 25% 이상을 촉진시키고 그리고/또는 산화시키기에 충분한 양일 것이다.
하나의 구현예는 은-계 촉매를 형성하고 그 후 은-계 촉매를 침착시키고 그리고/또는 궐련을 형성하는데 있어서 담배 절단 충전재에 그것들을 병합시키는 방법을 제공한다. 어떤 적절한 담배 혼합물이라도 절단 충전재를 위해 사용될 수 있다. 담배 재료의 적절한 유형의 예로는 연도-건조된(flue-cured), Burley, Maryland 또는 Oriental 담배, 희귀하거나 특별한 담배, 및 이들의 배합물을 포함한다. 담배 재료는 담배 라미나, 부피 팽창되거나 퍼프된(puffed) 담배와 같이 처리된 담배 재료, 절단-롤 또는 절단-퍼프된 줄기와 같은 처리된 담배 줄기, 재구성된 담배 재료, 또는 이들의 배합물의 형태로 제공될 수 있다. 담배는 또한 담배 대체물을 포함할 수 있다.
궐련 제조에서, 담배는 일반적으로 절단 충전재, 즉 약 1/10 인치~ 약 1/20 인치 또는 심지어 1/40 인치의 범위의 폭으로 절단된 조각 또는 가닥의 형태로 이용된다. 가닥의 길이는 약 0.25 인치~ 약 3.0인치의 범위이다. 궐련은 당업계에 알려진 하나 이상의 향미제나 다른 첨가제(예를 들면, 버언(burn) 첨가제, 연소 변형제, 착색제, 결합제, 등등)를 또한 포함할 수 있다.
은-계 촉매가 궐련의 필터 요소에 위치되면, 필터는 모노 필터, 이중 필터, 삼중 필터, 공동 필터, 오목하게 만들어진 필터 또는 프리-유동(free-flow) 필터일 수 있다. 은-계 촉매는 형성된 종이 삽입물, 플러그, 플러그 사이의 공간, 궐련 필터 종이, 플러그 랩, 셀룰로오스 아세테이트 슬리브, 폴리프로필렌 슬리브, 및 무-유동 슬리브로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 필터부로 병합될 수 있다.
궐련 제조를 위한 기술은 당업계에 알려져 있다. 모든 종래의 또는 변형된 궐련 제조 기술은 촉매를 도입하기 위해 사용될 수 있다. 그 결과로 만들어지는 궐련은 표준 또는 변형된 궐련 제조 기술과 설비를 사용하여 알려진 명세서로 제조될 수 있다. 전형적으로, 절단 충전재 조성물은 임의로 다른 궐련 첨가제와 혼합되고, 그 후에 궐련 종이에 싸여지는 담배 로드를 만들도록 궐련 제조 기계에 제공되고, 임의로 필터가 끝에 달린다(tipped).
궐련은 길이에서 약 50mm~약 120mm의 범위일 수 있다. 일반적으로, 보통 궐련은 약 70mm 길이이다. "King Size"는 약 85mm 길이이고, "Super King Size"는 약 100mm 길이이고, "Long"은 대개 약 120mm 길이이다. 둘레는 약 15mm~약 30mm이고, 바람직하게는 약 25mm이다. 담배 패킹 밀도는 전형적으로 약 100mg/cm3~약 300mg/cm3의 범위이고, 바람직하게는 150mg/cm3~약 275mg/cm3의 범위이다.
은-계 촉매는 x-ray 회절 및 주사 전자 현미경검사(SEM)를 사용하여 분석되었다. X-Ray 회절(XRD) 패턴이 Cu K□1 방사선을 사용하는 Philips X'Pert Materials Research 회절계를 사용하여 얻어졌다. 집합체 및 개개 입자의 크기 및 형상은 JEOL 모델 35-C 주사 전자 현미경검사를 사용하여 조사되었다.
상업적으로 이용가능한 은 분말이 Argonide Corporation(Sanford, Florida)로부터 조달되었다. 받았을 때, 분말은 나노크기 금속의 은 입자의 10-40 마이크론 크기를 가진 집합체를 포함하는 것으로 SEM 및 XRD에 의해 보여졌다. 개개 입자 크기는 대략 100 nm였다.
도 1은 레이저 증발/조절된 응축을 통해 은-계 촉매의 합성을 위한 기구의 개략도를 도해한다.
도 2는 석영 유동 튜브 반응기의 개략도를 도시한다.
도 3은 은 입자를 포함하는 은-계 촉매에 대해 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
도 4는 침착된 은 산화물 입자를 포함하는 은-계 촉매에 대한 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
도 5는 침착된 은 산화물 입자를 포함하는 은-계 촉매에 대해 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
도 6은 은 입자 및 침착된 은 산화물 입자의 혼합물을 포함하는 은-계 촉매에 대해 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
도 7은 세륨 산화물-지지된 은 산화물 입자를 포함하는 은-계 촉매에 대해 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
도 8은 LVCC에 의해 제조된 세륨 산화물-지지된 은 산화물 입자를 포함하는 은-계 촉매에 대해 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
도 9는 LVCC에 의해 제조된 세륨 산화물-지지된 은 산화물 입자를 포함하는 은-계 촉매에 대해 CO에서 CO2로의 변환을 도시한다.
상업적으로 이용가능한 은-계 촉매의 활성은 연속 유동 팩된(packed) 베드 반응기를 사용하여 평가되었다. 프로그램 가능한 튜브 노(furnace) (62) 내에 위치된 팩된 베드 반응기 (60)의 설명이 도 2에 도시된다. 열전쌍 (64) 및 (66)은 각각, 은-계 촉매 및 노 (62)의 온도를 모니터하는데 사용된다. 일산화탄소의 농도를 감소시키는 은-계 촉매의 능력을 평가하기 위해, 약 25 mg의 은-계 촉매가 석영 울 (68) 상에 뿌려졌고 반응기의 중간에 놓여졌다. 필터 패드 (69)는 미립자 재료가 기체 분석기 (70)에 들어가는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있고, 그것은 반응기 의 다운스트림 측 (65)에 위치된다. 투입 반응물 기체 혼합물 (61)은 반응기의 업스트림 측 (63)에 도입되고 은-계 촉매를 넘어 약 1리터/분의 유동 속도로 반응기를 통해 통과된다. 기체의 정상(steady) 상태 유동을 달성한 후에, 노의 온도는 약 15℃/분의 가열 속도로 증가되고, 은-계 촉매를 넘어 통과하는 기체 및 반응기의 다운스트림 측으로부터 나타나는 기체는 기체 중의 CO, CO2 및 O2의 농도를 측정하는, NLT2000 다중-기체 분석기 (70)에 의해 분석된다.
다수의 시험 가동(runs)이 주어진 시험 샘플 상에서 행해졌다. 단일 시험 가동 이상을 수행하기 위해, 샘플은 상기에 기술된 바와 같이 반응기에 놓이고 CO, CO2 및 O2의 농도가 CO의 CO2로의 최대 변환이 관찰될 때까지 반응기 온도의 기능으로써 측정된다. 샘플은 그 후 실온으로 냉각되고 측정은 연이은 가열 순환에서 반복된다. 첫 번째 가열 순환은 가동 A라고 일컬어지고, 두 번째 및 세 번째 가열 순환은 가동 B, 가동 C, 등으로 일컬어진다. 가동은 두 연속 가동이 유사한 라이트-오프 온도(CO의 5%가 CO2로 변환되는 온도)를 보여줄 때까지 반복되었다.
상업적으로 이용가능한 은 입자에 대한 일산화탄소 변환 데이터가 도 3에 도시된다. 3.5% CO 및 21% O2(나머지 아르곤)를 포함하는 투입 기체 혼합물이 사용되었다. 데이터는 일산화탄소 5%가 이산화탄소로 변환되는 온도(T5)가 연속적 가동 A-C의 각각에 대해 대략 80℃라는 것을 보여준다. 일산화탄소의 5%가 이산화탄소로 변환되는 온도는 라이트-오프 온도로 일컬어진다.
상업적으로 이용가능한 은 입자의 활성은 또한 표준 흡연 기계를 사용하여 교대로 흡연된 수제 궐련으로 은-계 촉매를 병합함으로써 평가되었다. 은-계 촉매를 함유하지 않는 대조구 궐련과 비교하여, 시험 궐련의 담배 절단 충전재로의 은 입자의 160 mg 및 400 mg의 균일한 첨가는 각각, 시험 궐련을 통해 들이쉬어지는 주류연 중의 일산화탄소의 농도에서 30%와 44% 감소를 가져왔다.
은-계 촉매는 은을 포함하는 입자를 형성하도록 은 염을 침착시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 은 산화물의 입자는 질산은의 수용액에 수산화나트륨의 0.1 노르말 용액을 첨가함으로써 제조되었다. 침착된(as-precipitated) 생성물은 희석된 물로 세정되었고, 진공 오븐에서 90℃로 건조되었고 상기에 기술된 유동 튜브 반응기에서 시험되었다.
처음에, 침착된 은 산화물 입자는 주위 온도로 시험되었다(예를 들면, 노에 의한 외부적 가열없이). 도 4와 관련하여, 3% CO-21% O2(나머지 아르곤)의 기체 투입 혼합물을 사용하여, 은 산화물 입자의 120 mg이 실온에서 최대 33% CO 변환을 달성했다. 외부적 열을 공급함으로써, 촉매 활성이 증가했고 약 290℃의 촉매 온도에서 100% CO 변환을 달성했다.
침착된 은 산화물 입자의 X-ray 회절은 은 산화물(Ag2O)의 나노크기 입자와 일치하는 반사(reflections)를 보여주었다. 입자 상으로 CO/O2/Ar 기체 혼합물을 유동시키는 동안 입자를 가열한 후에, x-ray 회절 피크는 침착된 은 산화물에 대한 것보다 더 큰 평균 입자 크기를 갖는 금속성 은에 해당한다. 따라서, CO 시험 중 에, 은 산화물은 환원되어(예를 들면, 산소를 내준다) 은 산화물이 CO의 CO2로의 변환을 위한 산화제로서 기능하도록 한다.
침착된 은 산화물 입자는 예를 들면, 흡연 혼합물의 산소-고갈 구역에서, 산소의 외부원의 부재 시에 일산화탄소를 이산화탄소로 변환시킬 수 있다. 도 5에서 보여지는 바와 같이, 침착된 은 산화물 입자는 6% CO(나머지 아르곤)를 포함하는 기체 유동을 사용하여 실온에서 시험되었다. 200 mg의 입자를 포함하는 샘플은 최대 66% CO 변환을 달성했다. 은 산화물은 CO의 CO2로의 직접 산화를 위한 산소의 공급원을 제공할 수 있다. 은 산화물의 금속성 은으로의 환원은 발열 반응이기 때문에, CO 시험 중에 샘플 온도는 은 산화물이 소모되는 동안에(즉, 은 금속으로 환원됨) 증가한다.
CO 시험 중에 침착된 은 산화물 입자의 촉매 온도의 증가는 다른 촉매들, 특히 실온보다 더 높은 라이트-오프 온도를 갖는 것들의, 촉매 활성을 개시하기 위해 사용될 수 있다. 침착된 은 산화물 입자 및 상업적으로 이용가능한 은 입자를 포함하는 입자 혼합물에 대한 일산화탄소 시험 데이터는 도 6에서 보여진다. 80 mg의 Ag2O 및 40 mg의 상업적으로 이용가능한 은을 포함한 샘플은 3% CO 및 21% O2(나머지 아르곤)의 투입 기체 유동을 사용하여 주위 온도에서 시험되었다. 혼합된 입자는 외부 가열 없이 100% CO 변환을 달성했고 5시간 이상의 시간 동안 활성인 채로 남아 있었다.
촉매 지지체는 촉매의 활성을 안정화시키고 활성 종을 분산시키도록 사용될 수 있다. 지지된 은-계 촉매는 침착된 은 산화물 입자를 제 2 금속 산화물 입자와 혼합시킴으로써 제조될 수 있다. 은-계 촉매는 바람직하기는 산화물 지지체 입자의 나노크기 또는 마이크론-크기 입자 상에 지지된 약 1~70 중량 % 은 및/또는 은 산화물을 포함한다. 40 wt.% 은 산화물/60 wt.% 세륨 산화물 은-계 촉매에 대한 일산화탄소 시험 데이터는 도 7에 보여진다. 세륨 산화물 입자의 평균 크기는 약 1 마이크론이다. 3% CO 및 21% O2(나머지 아르곤)의 투입 기체 혼합물을 사용하여, 대략 150 mg의 샘플이 외부 노 가열 없이 CO의 CO2로의 최대 90% 변환을 달성했다. CO의 CO2로의 변환 속도는 촉매 재료의 외부 가열 없이 시간에 걸쳐 감소한 반면, 촉매 재료의 외부 가열을 제공함으로써 촉매 활성이 되돌아온다. 샘플 온도가 약 110℃로 외부 가열에 의해 증가될 때, CO의 CO2로의 90% 이상의 변환이 달성되었다. 침착된 생성물과 비교하여 혼합물의 개선된 활성은 혼합물 중의 활성 종(예를 들면, 은)의 분산때문일 수 있다.
표 Ⅰ과 관련하여, CO의 최대 변환은 노를 가열하지 않고서 달성되었고 90% 변환이 달성되는 샘플 온도는 다른 조성물을 갖는 세륨 산화물 지지된 은-계 촉매에 대해 도시된다.
표 Ⅰ. 지지된 은-계 촉매에 대한 최대 CO 변환 및 T90 데이터
세륨 산화물 지지된 은-계 촉매의 활성은 또한 촉매를 수제 궐련으로 병합함으로써 평가되었다. 은-계 촉매를 함유하지 않은 대조구 궐련과 비교하여, 시험 궐련을 통해 들이쉬어지는 일산화탄소의 농도에서, 세륨 산화물 상에 지지된 침착된 은 산화물의 20 및 40 wt.%를 포함하는 400 mg 샘플의 첨가는 각각, 약 42% 및 45% 감소를 가져왔다. CO의 농도를 감소시키는 것에 더하여, 실험 궐련에서 시험될 때, 은-계 촉매는 또한 대조구 궐련과 비교되듯이 시험 궐련을 통해 들이 쉬어지는 총 미립자 물질의 농도를 약 35% 정도 감소시켰다.
은-계 촉매는 임의로 하나 이상의 다른 산화물 지지체를 포함할 수 있다. 세륨 산화물 대신에, 산화물 지지체는 예를 들면, 티타늄 산화물을 포함할 수 있다. 티타늄 산화물 상에 지지된 침착된 은 산화물의 40 wt.%를 포함하는 400 mg 샘플은 시험 궐련을 통해 들이쉬어지는 일산화탄소의 농도에서 약 42% 감소를 가져왔다.
상기에 논의되듯이, 금속 산화물 지지체 상에 지지된 은은 증기화 침착에 의 해 만들어질 수 있다. 바람직한 구현예에서, LVCC 방법은 가압된 분말 표적을 사용하여 지지된 은-계 촉매를 제조하는데 사용될 수 있다. 세륨 산화물 중에 5 또는 10 wt.% 은을 포함하는 표적이 사용되었다. LVCC를 통해 유도된 은-계 촉매의 조성은 그것이 얻어진 표적의 조성으로서 여기에 정의되어 있다. LVCC-유도된 은-계 촉매는 세륨 산화물의 나노크기 입자 안에 그리고/또는 그 위에 병합된 은 및/또는 은 산화물을 포함한다.
LVCC-유래된 은-계 촉매의 촉매 활성은 도 2에 기술된 튜브 노 장치를 사용하여 시험되었다. 3% CO-21% O2(나머지 아르곤) 기체 유동이 사용되었다. 도 8에 보여지듯이 10 wt.% 은/90 wt.% 세륨 산화물을 포함하는 은-계 촉매의 25 mg 샘플에 대해, 라이트 오프 온도는 연속 가동(A-D)으로 약 195℃로부터 약 80℃로 감소하고 거의 100% CO 변환이 네 번째 가동 시에 약 100℃에서 달성되었다. 도 9에 보여지듯이, 5 wt.% 은/95 wt.% 세륨 산화물 은-계 촉매를 포함하는 은-계 촉매의 20 mg의 샘플은 유사한 결과를 달성했다.
촉매는 촉매의 특성을 변경하도록 열처리될 수 있다. 예를 들면, 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료의 적어도 하나 안에 그리고/또는 그 위에 은-계 촉매를 병합시키기 전에 은-계 촉매의 가열(즉, 하소(calcining))은 은-계 촉매의 촉매 활성을 향상시키는데 사용될 수 있다. 바람직하기는, 궐련의 구성품으로 병합하기 이전에 하소되면, 환원 및/또는 불활성 대기에서 하소를 이행하는 것이 또한 가능하지만, 은-계 촉매는 산화 대기에서 가열된다.
LVCC를 통해 만들어진 세륨 산화물 지지된 은-계 촉매에 대한 열-처리의 효과는 표 Ⅱ에 요약된다. 데이터는 20% O2 (나머지 아르곤) 기체 혼합물 중에서 샘플 전-가열-처리된 샘플에 대한 95% CO 변환(T95)에 대한 첫 번째 가동 라이트 오프 온도(T5) 및 첫 번째 가동 온도를 보여준다. 처음에 샘플을 하소하지 않고서 시험된 은-계 촉매에 대한 일산화탄소 변환 데이터가 비교를 위해 도시된다. 라이트-오프 온도 및 95% CO 변환 온도는 연이은 가동 중에 감소되었다. 예를 들면, 네 번째 가동에서 전-처리를 받지 않은 5 wt.% 및 10 wt.% Ag-CeO2 촉매의 라이트 오프 온도는 각각, 90℃ 및 80℃로 감소되었다. 이들 샘플에 대한 네 번째 가동 95% 변환 온도는 각각, 약 160℃ 및 100℃였다.
표 Ⅱ. 은-계 촉매의 촉매 활성에 대한 하소의 효과
표 Ⅱ에서 보여지듯이, LVCC 은-계 촉매의 전-가열-처리는 라이트-오프 온도를 상당히 감소시킨다. 예를 들면, 라이트-오프 온도는 적어도 50℃, 100℃ 또는 그 이상 정도 감소될 수 있다. CeO2 지지된 은-계 촉매는 상승된 온도에서 CO의 산화를 촉진한다.
장기 촉매 활성은 상기에 기술된 바와 같이 석영 울 상에 뿌려지고 반응기에 위치된 5 wt.% 은-세륨 산화물을 포함하는 LVCC-유도된 은-계 촉매를 사용하여 측정되었다. 노에 놓이기 전에 샘플은 120분 동안 20% O2(나머지 아르곤)에서 300℃로 하소되었다. 4시간 시험 기간 동안, 촉매는 95%를 초과하는 변환 효율을 유지했다.
은-계 촉매는 다양한 적용에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 촉매는 탄화수소를 변환시키기에 효과적인 양으로 탄화수소 변환 반응기로 병합될 수 있다. 촉매는 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키기에 효과적인 양으로 비히클 배기가스 배출 시스템으로 병합될 수 있다. 촉매는 또한 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키기에 효과적인 양으로 자동차 엔진의 콜드 스타팅에서의 배출량 감소에 사용될 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 촉매는 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키기에 효과적인 양으로 레이저로 병합될 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 촉매는 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키기에 효과적인 양으로 연료 전지로 병합될 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 촉매는 일산화탄소의 변환 및/또는 실내 휘발성 유기 화합물을 위한 공기 필터에 사용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 구현예에 관하여 기술되었지만, 변경과 변형이 당업자에게 명백하듯이 의지될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러한 변경과 변형은 여기에 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 및 영역 내에서 고 려되어야 한다.
상기에 언급된 참조문헌들 모두는, 각각의 개별적인 참조가 그것의 전체에서 참조에 의해 여기에 병합되도록 명시적으로 및 개별적으로 지시된 것처럼, 동일한 정도로 그것들의 전체가 참조문헌으로써 여기에 병합된다.
Claims (61)
- 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 미립자 촉매를 포함하는 궐련의 구성품으로, 상기 촉매는 제 2 금속 산화물의 지지체 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은을 포함하는 입자를 포함하고, 상기 제 2 금속은 은과는 다르고, 상기 구성품은 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물로 필수적으로 이루어진 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물의 나노크기 입자를 포함하는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 은을 포함하는 입자는 약 100 nm 미만 또는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 은을 포함하는 입자는 나노크기 입자의 집합체(agglomerates)를 포함하고, 여기서 상기 집합체는 약 1~50 마이크론의 평균 크기를 갖는 것인 구성품.
- 제 5항에 있어서, 상기 집합체는 은 및/또는 은 산화물로 필수적으로 이루어진 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 지지체 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 입자를 포함하는 것인 구성품.
- 제 7항에 있어서, 은 및/또는 은 산화물의 입자는 나노크기 입자인 것인 구성품.
- 제 8항에 있어서, 은 및/또는 은 산화물의 입자는 약 100 nm 미만 또는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 지지체 입자는 약 500 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 금속은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Nb, Ce, Hf 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 제 2 금속의 산화물은 적어도 부분적으로 비-화학량론적 산화물인 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 약 1~70 중량% 또는 약 5~20 중량%의 은 및/또는 은 산화물을 포함하는 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 세륨 산화물 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자로 필수적으로 이루어진 것인 구성품.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 산화제 및 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 촉매 둘 다로써 작용할 수 있는 것인 구성품.
- 담배 로드, 궐련 종이 및 임의의 필터를 포함하는 궐련으로, 담배 로드, 궐련 종이 및 임의의 필터 중 적어도 하나는 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 미립자 촉매를 포함하고, 상기 촉매는 제 2 금속의 산화물의 지지체 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은을 포함하는 입자를 포함하고, 상기 제 2 금속은 은과는 다른 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물로 필수적으로 이루어진 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물의 나노크기 입자를 포함하는 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 은을 포함하는 입자는 약 100 nm 미만 또는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 은을 포함하는 입자는 나노크기 입자의 집합체를 포함하고, 여기서 집합체는 약 1~50 마이크론의 평균 크기를 갖는 것인 궐련.
- 제 20항에 있어서, 집합체는 은 및/또는 은 산화물로 필수적으로 이루어진 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 지지체 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 입자를 포함하는 것인 궐련.
- 제 22항에 있어서, 은 및/또는 은 산화물의 입자는 나노크기 입자인 것인 궐련.
- 제 23항에 있어서, 은 및/또는 은 산화물의 입자는 약 100 nm 미만 또는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 궐련.
- 제 22항에 있어서, 상기 지지체 입자는 약 500 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 제 2 금속은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Nb, Ce, Hf 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 제 2 금속의 산화물은 적어도 부분적으로 비-화학량론적 산화물인 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 약 1~70 중량% 또는 약 5~20 중량%의 은 및/또는 은 산화물을 포함하는 것인 궐련.
- 고 16항에 있어서, 상기 촉매는 세륨 산화물 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자로 필수적으로 이루어진 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 산화제 및 일산화탄소의 이산화탄소로의 변환을 위한 촉매 둘 다로써 작용할 수 있는 것인 궐련.
- 궐련의 제조 방법으로,a. 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료 중 적어도 하나에 은-계 촉매를 병합시키는 단계;b. 담배 칼럼을 형성하도록 궐련 제조 기계에 담배 절단 충전재를 제공하는 단계;c. 궐련의 담배 로드를 형성하도록 담배 칼럼 주위에 궐련 종이를 위치시키는 단계; 및d. 임의로 티핑 종이를 사용하여 담배 로드에 궐련 필터 재료를 함유하는 궐련 필터를 부착시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 31항에 있어서, 상기 병합은 분무, 가루 살포(dusting) 또는 침지를 포함하는 것인 방법.
- 제 31항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물로 필수적으로 이루어진 것인 방법.
- 제 31항에 있어서, 은-계 촉매를 형성하도록 은 및/또는 은 산화물의 입자를 제 2 금속의 산화물의 입자와 혼합시키는 것을 추가로 포함하고, 은 및/또는 은 산화물의 입자는 제 2 금속의 산화물의 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지되는 것 인 방법.
- 제 31항에 있어서, 은 염의 침착 또는 열적 분해를 통해 은-계 촉매를 형성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제 35항에 있어서, 상기 염은 질산은인 것인 방법.
- 제 35항에 있어서, 은 염의 침착 또는 열적 분해는 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자를 형성하는 것인 방법.
- 제 35항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물의 입자로 필수적으로 이루어진 것인 방법.
- 제 35항에 있어서, 상기 촉매는 은 및/또는 은 산화물 및 제 2 금속의 산화물의 나노크기 입자를 포함하는 것인 방법.
- 제 39항에 있어서, 은 및/또는 은 산화물의 입자는 약 100 nm 미만 또는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
- 제 35항에 있어서,a. 은 전구체 용액을 형성하도록 염을 용매와 혼합시키는 단계;b. 은 전구체 용액을 제 2 금속 산화물의 콜로이드 용액과 혼합시켜 혼합물을 형성하는 단계, 여기서 제 2 금속은 은과는 다르고;c. 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자를 형성하도록 은 염을 열적으로 분해시키기에 충분한 온도로 혼합물을 가열하는 단계; 여기서 상기 나노크기 입자들은 제 2 금속 산화물 내에 그리고/또는 그 위에 병합되어 있고d. 촉매를 형성하도록 혼합물을 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 41항에 있어서, 상기 제 2 금속은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Nb, Ce, Hf 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제 41항에 있어서, 제 2 금속의 산화물은 적어도 부분적으로 비-화학량론적 산화물인 것인 방법.
- 제 41항에 있어서, 상기 촉매는 약 1~70 중량% 또는 약 5~20 중량%의 은 및/또는 은 산화물을 포함하는 것인 방법.
- 제 41항에 있어서, 상기 촉매는 세륨 산화물 내에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자를 포함하는 것인 방법.
- 제 41항에 있어서, 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료 중 적어도 하나 안에 그리고/또는 그 위에 촉매를 병합시키기 전에 200℃ 이상의 온도로 촉매를 가열하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제 46항에 있어서, 상기 촉매는 제 2 금속의 산화물 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 산화물로 필수적으로 이루어진 촉매를 형성하도록 은을 산화시키는 환경에서 가열되는 것인 방법.
- 제 31항에 있어서, 표적 재료의 레이저 증발 및 조절된 응축을 통해 촉매를 형성하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 상기 표적 재료는 은 및 은과는 다른 제 2 금속을 포함하는 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 상기 제 2 금속은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Nb, Ce, Hf 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제 46항에 있어서, 제 2 금속의 산화물은 적어도 부분적으로 비-화학량론적 산화물인 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 상기 촉매는 약 1~70 중량% 또는 약 5~20 중량%의 은 및/또는 은 산화물을 포함하는 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 상기 촉매는 제 2 금속 산화물 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자로 필수적으로 이루어지고, 상기 제 2 금속은 은 이외의 다른 것인 방법.
- 제 53항에 있어서, 은 중의 적어도 일부는 제 2 금속의 산화물의 표면 상에 병합된 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 상기 촉매는 제 2 금속의 산화물의 나노크기 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자를 포함하는 것인 방법.
- 제 55항에 있어서, 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자 및 제 2 금속의 산화물의 나노크기 입자는 촉매를 형성하도록 기체 상에서 응축하는 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 상기 촉매는 세륨 산화물의 나노크기 또는 마이크론-크기 입자 안에 그리고/또는 그 위에 지지된 은 및/또는 은 산화물의 나노크기 입자로 필수적으로 이루어진 것인 방법.
- 제 48항에 있어서, 담배 절단 충전재, 궐련 종이 및 궐련 필터 재료 중 적어도 하나 안에 그리고/또는 그 위에 촉매를 병합시키기 전에 은을 산화시키는 환경에서 200℃ 이상의 온도로 촉매를 가열시키는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 약 210℃ 미만의 온도로 궐련을 통해 들이쉬어지는 주류연 중의 일산화탄소의 적어도 5%를 이산화탄소로 변환하기에 효과적인 양으로 존재하는 것인 궐련.
- 제 16항에 있어서, 상기 촉매는 흡연 중에 궐련을 통해 들이쉬어지는 CO의 농도를 감소시키고 그리고/또는 총 미립자 물질의 농도를 감소시키기에 효과적인 양으로 존재하는 것인 궐련.
- 일산화탄소를 함유한 기체와 레이저 증발 및 조절된 응축 또는 공-침착에 의해 만들어진 은-계 촉매를 접촉시키는 것을 포함하는 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키는 방법으로, 상기 기체는 비히클 배기가스 배출, 레이저에서 사용되는 기체, 연료 전지에서 사용되는 기체 및 공기 여과를 수행하는 주위 공기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/868,015 US7743772B2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Silver and silver oxide catalysts for the oxidation of carbon monoxide in cigarette smoke |
| US10/868,015 | 2004-06-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070024668A true KR20070024668A (ko) | 2007-03-02 |
Family
ID=35169945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020067027643A KR20070024668A (ko) | 2004-06-16 | 2005-06-15 | 궐련 연기 중의 일산화탄소의 산화를 위한 촉매 |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7743772B2 (ko) |
| EP (1) | EP1765098B1 (ko) |
| JP (1) | JP2008502343A (ko) |
| KR (1) | KR20070024668A (ko) |
| CN (1) | CN1968614A (ko) |
| AT (1) | ATE488148T1 (ko) |
| AU (1) | AU2005253790A1 (ko) |
| BR (1) | BRPI0512113A (ko) |
| CA (1) | CA2566932A1 (ko) |
| DE (1) | DE602005024808D1 (ko) |
| EA (1) | EA010907B1 (ko) |
| EG (1) | EG24542A (ko) |
| IL (1) | IL179301A (ko) |
| MA (1) | MA28682B1 (ko) |
| MX (1) | MXPA06014707A (ko) |
| NO (1) | NO20070171L (ko) |
| UA (1) | UA86240C2 (ko) |
| WO (1) | WO2005122805A2 (ko) |
| ZA (1) | ZA200609405B (ko) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8051859B2 (en) | 2003-10-27 | 2011-11-08 | Philip Morris Usa Inc. | Formation and deposition of sputtered nanoscale particles in cigarette manufacture |
| 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 |
| US8006703B2 (en) | 2003-10-27 | 2011-08-30 | Philip Morris Usa Inc. | In situ synthesis of composite nanoscale particles |
| US7743772B2 (en) * | 2004-06-16 | 2010-06-29 | Philip Morris Usa Inc. | Silver and silver oxide catalysts for the oxidation of carbon monoxide in cigarette smoke |
| JP5092281B2 (ja) * | 2006-05-26 | 2012-12-05 | 株式会社豊田中央研究所 | 排ガス浄化装置 |
| KR100809390B1 (ko) | 2006-11-10 | 2008-03-05 | 한국화학연구원 | 촉매가 부착된 담뱃잎의 제조방법 및 이를 이용한 담배 |
| TWI343360B (en) * | 2007-03-09 | 2011-06-11 | Univ Feng Chia | Method for manufacturing metal-carrying carbonaceous material |
| US8931682B2 (en) | 2007-06-04 | 2015-01-13 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Robotically-controlled shaft based rotary drive systems for surgical instruments |
| JP5350614B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2013-11-27 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化触媒及びこれを用いた排ガス浄化装置 |
| 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 |
| US9386803B2 (en) | 2010-01-06 | 2016-07-12 | Celanese Acetate Llc | Tobacco smoke filter for smoking device with porous mass of active particulate |
| WO2011118043A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 日本たばこ産業株式会社 | 非燃焼型喫煙物品の燃料要素およびその製造方法 |
| US8617502B2 (en) * | 2011-02-07 | 2013-12-31 | Cristal Usa Inc. | Ce containing, V-free mobile denox catalyst |
| TWI458549B (zh) * | 2012-01-13 | 2014-11-01 | Univ Nat Central | 奈米金－銀承載於二氧化鈰觸媒之製法及其在去除空氣中一氧化碳之應用 |
| US8999283B1 (en) | 2012-05-30 | 2015-04-07 | University Of South Floria | Systems and methods for converting carbon dioxide into chemical feedstock |
| CN103115986B (zh) * | 2013-01-31 | 2014-06-04 | 广东中烟工业有限责任公司 | 烟用接装纸中铬赋存形态检测分析中的样品前处理方法 |
| JP2015076210A (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-20 | 株式会社豊田中央研究所 | 電極、並びに、固体酸化物形燃料電池及び電解装置 |
| CN104174357A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-03 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种用于吸附低浓度CO的Ag(Ⅰ)@β分子筛的制备方法 |
| JP6531327B2 (ja) * | 2015-04-24 | 2019-06-19 | 国立大学法人大阪大学 | アルカリ性担体に担持された銀−セリウム酸化物複合体触媒およびその製造方法 |
| CN106391023B (zh) * | 2016-09-18 | 2018-12-04 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 选择性降低卷烟烟气中co释放量的负载型烟基功能材料的制备方法及应用 |
| CN106376970A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-02-08 | 广西中烟工业有限责任公司 | 一种降低卷烟主流烟气有害物质的添加剂及其制备方法和应用 |
| CN108568297A (zh) * | 2017-03-08 | 2018-09-25 | 天津大学 | 铈基核壳结构催化剂及其制备方法 |
| US11351522B2 (en) | 2019-06-11 | 2022-06-07 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Highly active metal oxide supported atomically dispersed platinum group metal catalysts |
| US11766663B2 (en) * | 2019-07-19 | 2023-09-26 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Functional nanoscale metal oxides for stable metal single atom and cluster catalysts |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3338246A (en) | 1964-05-04 | 1967-08-29 | Union Carbide Corp | Smoking tobacco preparation |
| US3338248A (en) * | 1964-08-27 | 1967-08-29 | Pavia Charles | Process of treating tobacco |
| US4463030A (en) | 1979-07-30 | 1984-07-31 | Graham Magnetics Incorporated | Process for forming novel silver powder composition |
| ZA837689B (en) | 1982-10-18 | 1984-06-27 | Universal Matthey Prod | Oxidation catalysts |
| US4673556A (en) | 1985-11-08 | 1987-06-16 | General Motors Corporation | Method of simultaneous oxidation of carbon monoxide and unburned fuel in methanol vehicle exhaust |
| GB8728996D0 (en) * | 1987-12-11 | 1988-01-27 | Johnson Matthey Plc | Catalysts |
| US4956330A (en) | 1989-06-19 | 1990-09-11 | Phillips Petroleum Company | Catalyst composition for the oxidation of carbon monoxide |
| 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. |
| 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 |
| US5322075A (en) | 1992-09-10 | 1994-06-21 | Philip Morris Incorporated | Heater for an electric flavor-generating article |
| US5446003A (en) | 1993-01-12 | 1995-08-29 | Philip Morris Incorporated | Production of supported particulate catalyst suitable for use in a vapor phase reactor |
| US6342191B1 (en) | 1994-12-07 | 2002-01-29 | Apyron Technologies, Inc. | Anchored catalyst system and method of making and using thereof |
| US5905000A (en) | 1996-09-03 | 1999-05-18 | Nanomaterials Research Corporation | Nanostructured ion conducting solid electrolytes |
| DE69735209T2 (de) | 1996-09-20 | 2006-09-21 | Daiken Chemical Co. Ltd., Osaka | Photokatalysator mit ultrafeinen metallpartikeln, hochfunktionelles material beladen mit dem photokatalysator und methode zu ihrer herstellung |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| TW536395B (en) | 1998-04-16 | 2003-06-11 | Rothmans Benson & Hedges | Cigarette sidestream smoke treatment material |
| US6262129B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-07-17 | International Business Machines Corporation | Method for producing nanoparticles of transition metals |
| US6235677B1 (en) | 1998-08-20 | 2001-05-22 | Conoco Inc. | Fischer-Tropsch processes using xerogel and aerogel catalysts by destabilizing aqueous colloids |
| 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 |
| KR20000036559A (ko) | 2000-03-21 | 2000-07-05 | 안정오 | 담배 |
| US6810884B2 (en) * | 2000-09-18 | 2004-11-02 | Rothmans, Benson & Hedges Inc. | Low sidestream smoke cigarette with non-combustible treatment material |
| AU2002228901A1 (en) | 2000-11-10 | 2002-05-21 | Vector Tobacco (Bermuda) Ltd. | Method and product for removing carcinogens from tobacco smoke |
| WO2002043514A1 (en) | 2000-11-28 | 2002-06-06 | Lorillard Licensing Company, Llc | A smoking article including a selective carbon monoxide pump |
| US7011096B2 (en) | 2001-08-31 | 2006-03-14 | Philip Morris Usa Inc. | Oxidant/catalyst nanoparticles to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette |
| CN1662157A (zh) | 2002-04-22 | 2005-08-31 | 乐富门·本森及赫奇斯有限公司 | 在香烟纸中含有氧供应金属氧化物的低引燃倾向性的香烟 |
| US7743772B2 (en) | 2004-06-16 | 2010-06-29 | Philip Morris Usa Inc. | Silver and silver oxide catalysts for the oxidation of carbon monoxide in cigarette smoke |
-
2004
- 2004-06-16 US US10/868,015 patent/US7743772B2/en active Active
-
2005
- 2005-06-15 MX MXPA06014707A patent/MXPA06014707A/es active IP Right Grant
- 2005-06-15 EP EP05769314A patent/EP1765098B1/en not_active Not-in-force
- 2005-06-15 EA EA200700036A patent/EA010907B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2005-06-15 KR KR1020067027643A patent/KR20070024668A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-06-15 CA CA002566932A patent/CA2566932A1/en not_active Abandoned
- 2005-06-15 CN CNA2005800198897A patent/CN1968614A/zh active Pending
- 2005-06-15 DE DE602005024808T patent/DE602005024808D1/de active Active
- 2005-06-15 JP JP2007516077A patent/JP2008502343A/ja active Pending
- 2005-06-15 UA UAA200700249A patent/UA86240C2/uk unknown
- 2005-06-15 BR BRPI0512113-2A patent/BRPI0512113A/pt not_active IP Right Cessation
- 2005-06-15 WO PCT/IB2005/002473 patent/WO2005122805A2/en active Application Filing
- 2005-06-15 AT AT05769314T patent/ATE488148T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-06-15 AU AU2005253790A patent/AU2005253790A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-11-13 ZA ZA200609405A patent/ZA200609405B/xx unknown
- 2006-11-15 IL IL179301A patent/IL179301A/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-06 EG EGNA2006001163 patent/EG24542A/xx active
- 2006-12-28 MA MA29562A patent/MA28682B1/fr unknown
-
2007
- 2007-01-10 NO NO20070171A patent/NO20070171L/no not_active Application Discontinuation
-
2010
- 2010-05-18 US US12/782,427 patent/US8360073B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200700036A1 (ru) | 2007-04-27 |
| CA2566932A1 (en) | 2005-12-29 |
| JP2008502343A (ja) | 2008-01-31 |
| IL179301A (en) | 2010-11-30 |
| EG24542A (en) | 2009-09-09 |
| CN1968614A (zh) | 2007-05-23 |
| IL179301A0 (en) | 2007-03-08 |
| WO2005122805A3 (en) | 2006-05-11 |
| US20100226846A1 (en) | 2010-09-09 |
| ATE488148T1 (de) | 2010-12-15 |
| BRPI0512113A (pt) | 2008-02-06 |
| DE602005024808D1 (de) | 2010-12-30 |
| NO20070171L (no) | 2007-01-10 |
| UA86240C2 (uk) | 2009-04-10 |
| EP1765098B1 (en) | 2010-11-17 |
| US8360073B2 (en) | 2013-01-29 |
| US7743772B2 (en) | 2010-06-29 |
| MA28682B1 (fr) | 2007-06-01 |
| EA010907B1 (ru) | 2008-12-30 |
| MXPA06014707A (es) | 2007-03-12 |
| WO2005122805A2 (en) | 2005-12-29 |
| US20050279372A1 (en) | 2005-12-22 |
| EP1765098A2 (en) | 2007-03-28 |
| AU2005253790A1 (en) | 2005-12-29 |
| ZA200609405B (en) | 2008-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8360073B2 (en) | Silver and silver oxide catalysts for the oxidation of carbon monoxide in cigarette smoke | |
| US7879128B2 (en) | Palladium-containing nanoscale catalysts | |
| US10743579B2 (en) | In situ synthesis of composite nanoscale particles | |
| US9351520B2 (en) | Cigarettes and cigarette components containing nanostructured fibril materials | |
| US6769437B2 (en) | Use of oxyhydroxide compounds for reducing carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette | |
| US6857431B2 (en) | Nanocomposite copper-ceria catalysts for low temperature or near-ambient temperature catalysis and methods for making such catalysts | |
| JP3936333B2 (ja) | 紙巻きたばこの主流煙中の一酸化炭素を減少するための酸化剤／触媒ナノ粒子 | |
| US20070014711A1 (en) | Method for forming activated copper oxide catalysts | |
| US20060032510A1 (en) | In situ synthesis of composite nanoscale particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |