[發(fā)明專利]一種醋酸鐵交聯(lián)蒙脫石濾嘴添加劑及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410273937.6
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104001478A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申欽鵬;何沛;劉春波;劉志華;張濤;王昆淼;繆明明
• 申請（專利權(quán)）人: 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;A24D3/06
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及卷煙技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種醋酸鐵交聯(lián)蒙脫石濾嘴添加劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，隨著對卷煙安全性要求的提高，如何降低卷煙有害物質(zhì)的含量，已經(jīng)成為煙草行業(yè)和醫(yī)學(xué)界普遍關(guān)心的話題；卷煙減害降焦也越來越顯示其重要性。使用濾嘴添加劑是一種非常好的減害降焦手段。雖然目前關(guān)于煙用吸附材料的研究也越來越多，但真正大規(guī)模使用的只有活性炭添加劑。

蒙脫石是一種優(yōu)良的多孔改性基質(zhì)材料，具有自然界分布廣泛，價格便宜，安全無害等多種優(yōu)點(diǎn)。蒙脫石的001晶面層間非常小，通過陽離子交換，將需要的金屬離子交換進(jìn)入層間，形成插層化合物，層間的金屬化合物由于層間高度的限制，呈現(xiàn)為納米級別的狀態(tài)。蒙脫石作為一種食品添加劑和藥用物質(zhì)，有著很好的安全性保障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種醋酸鐵交聯(lián)蒙脫石濾嘴添加劑及其應(yīng)用，它能夠有效降低卷煙煙氣中焦油、苯并（a）芘等成分的含量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：對三氯化鐵插層的蒙脫石進(jìn)行熏蒸離子交換，使其中的氯離子交換為醋酸根離子，并洗滌干燥，得到醋酸鐵交聯(lián)蒙脫石濾嘴添加劑。

具體按以下步驟進(jìn)行：

1）鈉基蒙脫石Na-M的合成：將100g蒙脫石加入1500mL水中，充分溶脹后，加熱到85℃并加入5g?NaOH和5g?Na₂SO₄反應(yīng)3h，過濾并洗滌5次，干燥后研磨備用；

2）FeCl₃插層蒙脫石FeCl₃-M的合成：將300ml去離子水中加入3?g鈉基蒙脫石，攪拌1?h，充分溶脹后，加入30?ml0.1?mol/L的FeCl₃溶液，繼續(xù)劇烈攪拌12?h，并靜置24?h后過濾，洗滌，干燥；

3）醋酸鐵柱撐蒙脫石FeAc-M的合成：?取1g?FeCl₃-M放入熏蒸裝置中，裝置底部加入80?ml冰醋酸，80℃下加熱熏蒸4?h；冷卻后取出樣品，干燥并研磨，得醋酸鐵交聯(lián)蒙脫石，將其作為濾嘴添加劑。

將醋酸鐵交聯(lián)蒙脫石濾嘴添加劑加入到卷煙濾嘴中，吸附煙氣中有害成分，加入量為每支卷煙5-40?mg。

鐵離子和醋酸根離子均是對人體安全無害的離子，因此，該材料具有良好的安全性。

本發(fā)明用FeCl₃在鈉基蒙脫石層間進(jìn)行插層，使鐵離子能夠固定在蒙脫石001晶面層間，得到含鐵的改性蒙脫石。將含鐵的改性蒙脫石在熏蒸裝置中與冰醋酸一起熏蒸反應(yīng)，將其中的氯離子交換為醋酸根離子，利用醋酸根離子的有機(jī)特性，能夠較好地吸附煙氣中的有機(jī)成分。

本發(fā)明在不改變煙支的配方組分的前提下，在卷煙過濾嘴中加入一定量的醋酸鐵交聯(lián)的蒙脫石濾嘴添加劑。利用材料中醋酸根離子的有機(jī)特性和三價鐵離子（Fe³⁺）的無機(jī)特性吸附煙氣中的部分有害成分。

經(jīng)掃描電鏡、物理吸附和卷煙添加實(shí)驗測試，改性后的蒙脫石材料其001晶面層間距增大，對部分煙氣成分的吸附能力增強(qiáng)該濾嘴添加劑具有可塑性強(qiáng)，吸附效果好，安全無毒的優(yōu)點(diǎn)，且價格低廉，適用高效。

附圖說明

圖1?是本發(fā)明的熏蒸反應(yīng)裝置圖。

圖2是鈉基蒙脫石（Na-M）和醋酸鐵交聯(lián)的蒙脫石（FeAc-M）的XRD曲線。

圖3?是鈉基蒙脫石（Na-M）和醋酸鐵交聯(lián)的蒙脫石（FeAc-M）的BET曲線。

圖4?是醋酸鐵交聯(lián)的蒙脫石（FeAc-M）放大10000倍下的SEM圖。

圖1中：1―冷藏回流管，2―轉(zhuǎn)接口，3―可打開的磨砂樣品瓶，4―樣品臺，5―冰醋酸。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

熏蒸反應(yīng)裝置由熏蒸反應(yīng)裝置由冷藏回流管1、可打開的磨砂樣品瓶3構(gòu)成，冷藏回流管和可打開的磨砂樣品瓶在轉(zhuǎn)接口2處連接，可打開的磨砂樣品瓶內(nèi)置樣品臺4和冰醋酸5。

醋酸鐵交聯(lián)的蒙脫石的制備：

1）鈉基蒙脫石（Na-M）的合成：100g蒙脫石加入1500mL水中，充分溶脹后，加熱到85℃并加入5g?NaOH和5g?Na₂SO₄。反應(yīng)3h，過濾并洗滌5次，干燥后研磨備用。