[發(fā)明專利]一種用于卷煙濾嘴的二氧化鈦活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911103054.X
• 申請(qǐng)日: 2019-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110961077A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊晨;何沛;劉志華;張鳳梅;劉春波;司曉喜;唐石云;李振杰;朱瑞芝;蔣薇;朱桂華;劉哲;向本富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;A24D3/16
• 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

本發(fā)明涉及一種用于卷煙濾嘴的二氧化鈦活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法，其制備工藝步驟包括：將碳源和活化劑按一定比例混合，置于反應(yīng)器內(nèi)，經(jīng)過(guò)浸漬和干燥，得到組分A。將鈦酸丁酯緩慢滴加至一定量無(wú)水乙醇中，加入一定量乙酸防止其水解，該溶液記為B；按一定比例配置水/乙醇溶液，并加入一定量稀鹽酸，調(diào)節(jié)混合液至酸性，將其記為C；將C緩慢滴加至B中，加入一定量模板劑，經(jīng)攪拌和靜置使其形成凝膠，對(duì)其進(jìn)行干燥，得到組分D。將A與D混合，焙燒后得到復(fù)合TiO₂?AC復(fù)合吸附劑。本發(fā)明所述吸附劑用于對(duì)卷煙煙氣的選擇性吸附，工藝方法簡(jiǎn)單，吸附劑成本低，熱穩(wěn)定性優(yōu)良，吸附效果好，可通過(guò)回收焙燒實(shí)現(xiàn)再利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于卷煙濾嘴的二氧化鈦活性炭（TiO₂-AC）復(fù)合吸附劑的制備方法，屬于卷煙技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)卷煙產(chǎn)品安全性的關(guān)注日益加深，如何降低卷煙對(duì)人體的危害，成為了多個(gè)相關(guān)行業(yè)的研究熱點(diǎn)。通過(guò)卷煙濾嘴中的吸附劑吸附煙氣中的有害成分，是一種有效的減害方法。活性炭是目前應(yīng)用較廣泛的濾嘴吸附材料，但活性炭不具有選擇吸附性，且其主要是微孔，不易吸附較大的分子，因此實(shí)際應(yīng)用中吸附效果相對(duì)有限。

復(fù)合吸附劑是一類由多種不同性質(zhì)的吸附材料優(yōu)化組合而成的多元吸附材料，它兼具各吸附組分材料的性能優(yōu)點(diǎn)，并且由于各組分性能的互補(bǔ)，可以獲得單一組成材料所不能達(dá)到的綜合性能。

TiO₂有良好的熱穩(wěn)定性和巨大的比表面積。在制備過(guò)程中，使用不同的模板劑，可以得到孔徑不同的產(chǎn)物，因此吸附范圍較廣。其性能優(yōu)勢(shì)包括對(duì)載體表面積要求不高，配體量要求不高，溫和的反應(yīng)條件下催化劑能保持較高活性等。以活性炭與TiO₂為組成，制備的復(fù)合吸附劑，具有制備工藝簡(jiǎn)單、能耗少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。將其作為卷煙濾嘴添加劑，能吸附部分單一組分無(wú)法吸附材料，更好地實(shí)現(xiàn)減害功效，同時(shí)由于其孔徑可調(diào)，能更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)有害成分的選擇性吸附。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于卷煙濾嘴的二氧化鈦活性炭復(fù)合吸附劑的制備方法，并應(yīng)用卷煙濾嘴。該吸附劑具有制備工藝簡(jiǎn)單、能耗少、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且能更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)有害成分的選擇性吸附。

本發(fā)明所述用于卷煙濾嘴的TiO₂-AC復(fù)合吸附劑的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將炭源和活化劑按1:10~1:30的質(zhì)量比例混合，置于試管內(nèi)，浸漬12~60h后，移至干燥皿中于90~130°C下干燥12~36h，記為A；所述炭源為煙梗和煙桿中的一種，活化劑為磷酸和氯化鈣水溶液中的一種；

（2）將鈦酸丁酯按體積比1:2~1:3緩慢滴加至無(wú)水乙醇中，攪拌10~30min后，加入乙酸，記為B；所述的加入乙酸體積為鈦酸丁酯體積的10%；

（3）按體積比1:0.5~1:1.5配置水/乙醇溶液，滴加稀鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為1~4，記為C；

（4）將C緩慢滴加至B中，按1mol/L的用量加入模板劑，攪拌1~3h，形成凝膠后靜置1h，后于70~110°C下干燥12~36h，記為D。所述的模板劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)和十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)中的一種。

（5）將A與D按摩爾比1:0.25~1:1混合，于300~700°C下焙燒3~7h，得到TiO₂-AC復(fù)合吸附劑。

本發(fā)明步驟（1）中所述的磷酸濃度為85wt%，氯化鈣水溶液為其飽和溶液。

本發(fā)明步驟（3）中所述的稀鹽酸濃度為1.5mol/L。

本發(fā)明使用的煙梗和煙桿均來(lái)源于煙草植株，只進(jìn)行洗凈和干燥；蒸餾水為自制；鈦酸丁酯、稀鹽酸、乙醇、CTAB、DTAB、CTAC、磷酸、氯化鈣為分析純。