[發(fā)明專利]基于氧化鈷的選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的催化劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410020201.8
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103721716A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 周國俊;沈凱;郭楊龍;儲國海;夏俊;夏倩;徐建;肖衛(wèi)強;劉金莉;戴路;胡安福;詹望成;俎健
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江中煙工業(yè)有限責任公司
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J23/83;A24D3/16
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及卷煙制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

卷煙主流煙氣中的氰化氫(HCN)主要來自于煙草中的蛋白質(zhì)、氨基酸和硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，特別是甘氨酸、脯氨酸及氨基二羧酸的熱解。氰化氫(HCN)是一種劇毒物質(zhì)，氰基(CN^—)在人體內(nèi)容易與細胞線粒體內(nèi)的氧化型細胞色素氧化酶中的Fe³⁺結(jié)合，從而阻止Fe³⁺的還原，抑制細胞色素氧化酶，使細胞組織不能利用氧，產(chǎn)生細胞內(nèi)窒息性缺氧。Hoffmann將其列入卷煙主流煙氣有害成分的名單中。因此降低卷煙主流煙氣中的氰化氫已成為卷煙減害降焦的重要內(nèi)容。

對于卷煙主流煙氣中氰化氫的消除，綜合考慮卷煙主流煙氣的特點（成分復雜，氣體溫度僅為50?^oC）和技術(shù)實施的難易程度（可對煙葉、卷煙紙和濾嘴等卷煙主要組成部分進行修飾或處理），研究和開發(fā)高效的吸附劑，并將其添加到濾嘴中，以選擇性降低卷煙主流煙氣中的氰化氫是最有效可行的途徑。目前，研究發(fā)現(xiàn)活性炭、金屬氧化物、負載金屬鹽、中藥材、離子交換樹脂、多孔材料等對氰化氫均有較好的吸附性能，其中應用最廣泛的濾嘴添加劑是活性炭。例如，中國專利CN201010567352.7公開了一種以負載硅酸鉀或硅酸鈉的活性炭為載體，通過在其表面粘結(jié)氧化鎂制得一種卷煙濾嘴添加劑，當添加量為30mg/支時，可選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的30%。中國專利CN201110025677.7公開了一種活性炭負載植物生物堿的新材料，添加于卷煙濾棒中能夠降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量25%以上。雖然活性炭材料能有效降低卷煙主流煙氣的氰化氫釋放量，但是活性炭對主流煙氣中的大部分氣相化合物同樣具有較強的吸附，使得活性炭材料對卷煙吸味的影響很大，這大大限制了活性炭材料的應用。

因此，通過簡單的工藝，制備一類對卷煙主流煙氣中氰化氫具有穩(wěn)定的、高效的選擇性吸附材料，使得在降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的同時能夠較好的保持卷煙原有吸味，具有重要的研究意義和巨大的市場價值。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的催化劑，該催化劑的制備工藝簡單，且具有一定粒度，能夠很好地滿足復合濾嘴生產(chǎn)工藝的要求，而且可直接進行放大生產(chǎn)，具有很好的工業(yè)化應用前景。本發(fā)明的第二個目的是提供上述催化劑的制備方法，考慮到催化劑對卷煙吸味的影響，本發(fā)明采用蛋殼型催化劑的制備方法，使活性金屬集中在載體的表面，減少活性金屬的含量，從而降低催化劑在濾嘴中的添加對對卷煙吸味的影響。

為了實現(xiàn)上述的第一個目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種基于氧化鈷的選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的催化劑，該催化劑按質(zhì)量百分比計，由以下的組份構(gòu)成：

氧化鈷?????????????????0.1%～5%，

氧化鋁載體?????????????95%～99.9%。

作為優(yōu)選，該催化劑按質(zhì)量百分比計，由以下的組份構(gòu)成：?

氧化鈷??????????????0.5%～1%，

氧化鋁載體?????????????99%～99.5%。

為了提高性能，氧化鋁載體選用La改性的氧化鋁，其中La的質(zhì)量分數(shù)為0.5%~5%。

作為進一步的改進，上述的氧化鋁載體的粒度為40～80目。

為了實現(xiàn)上述的第二個目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種制備上述基于氧化鈷選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的催化劑的方法，該方法包括以下的步驟：

1）氧化鋁載體的預處理：將氧化鋁載體在100~200攝氏度下干燥6~24小時，浸漬預定量的NH4F水溶液，然后經(jīng)100~150攝氏度下干燥6~24小時，最后在400~600攝氏度下焙燒4~8小時，得到預處理的氧化鋁載體，備用；

2）采用等體積浸漬法，將鈷鹽配制成相應的水溶液，然后將步驟1）得到的氧化鋁載體加入到該溶液中，在50~150攝氏度下干燥12~48小時，得到催化劑前驅(qū)體；

3）在空氣氣氛的保護下，將催化劑前驅(qū)體在400~600攝氏度下焙燒2~6小時，得到所述的催化劑。

作為優(yōu)選，所述的鈷鹽為氯化鹽、硝酸鹽或硫酸鹽。

本發(fā)明還要求保護一種選擇性降低卷煙主流煙氣中氰化氫釋放量的卷煙，卷煙的過濾嘴濾芯中加入上述的催化劑。