[发明专利]一种用于吸附低浓度CO的Ag(Ⅰ)@β分子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烟草化工原料加工制备技术领域，具体地讲，本发明涉及一种用于吸附卷烟烟气中低浓度CO的Ag(Ⅰ)@β分子筛的制备方法。

背景技术

根据最新调查结果显示，中国烟民数量已达3.2亿，占全世界吸烟人口总数的三分之一。吸烟有害健康，燃吸香烟的过程中会吸入大量的有毒有害物质，其中CO、焦油等各种有害物质会对人体造成不同程度的危害。因此，世界卫生组织颁布了《烟草控制框架公约》，要求限制烟草制品的有毒有害成分并逐步公开烟草制品中有毒成分及潜在危险释放物的相关信息。

CO是含碳物质不完全燃烧时产生的一种无色无味的有毒气体，极易与血红蛋白结合，进而引起机体组织缺氧，导致人体窒息死亡。空气中CO的浓度大于50ppm即可引起人体头晕、恶心等各种中毒症状。研究表明，长期接触低浓度CO可能造成慢性中毒，对人体健康产生以下两方面影响：(1)对神经系统的影响：头晕、头痛、耳鸣、乏力、睡眠障碍、记忆力减退等脑衰弱综合征的症状比较多见，神经行为学测试可发现异常；(2)对心血管系统的影响：心电图显示可出现心律失常、ST段下降、QT间期延长，或右束支传导阻滞等异常。在职业接触者血液中COHb饱和度达到5％以上时，可以见到血清乳酸脱氢酶(LDH)、羟丁酸脱氢酶(HBD)、肌酸磷酸激酶(CPK)增高，这些酶活性的增高可能与心肌损害有关。此外，通过人群调查，发现约20％～25％的吸烟者血液中COHb高于8％～10％，这些人群心肌梗死的猝死率高于不吸烟者。近年对63名冠状动脉硬化患者研究发现，在接触CO使COHb水平由0.6％升高至2％～3.9％范围时，其出现心肌梗死和心绞痛的时间提前，对运动的耐受力明显减低。结合动物实验研究，提示在低浓度CO的长期作用下，心血管系统有可能受到不利影响，其与血红蛋白结合能力为氧气的200倍。

鉴于卷烟主流烟气中CO气体对人体健康的严重危害(其浓度一般为5％(v/v)，降低烟气中的CO迫在眉睫。而在CO控制技术里，吸附分离是最为有效和经济的技术之一，在卷烟滤嘴处添加适当的高吸附性能的吸附剂，可以消除烟气中的有毒有害物质。由于CO的分子结构较为特殊，CO与过渡金属离子之间既可以形成σ键，又可以形成反馈π键。因此，在吸附剂表面负载过度金属离子可以大幅提高吸附剂对CO的吸附能力。汪贤来等^[1]发现CuCl负载在沸石分子筛上会提高其对CO的吸附。Bloch等^[2]也报道了大孔Ag@SiO2纳米复合吸附剂可吸附CO。

现有技术中，常用的吸附剂为①β分子筛属于微孔吸附剂，具有开阔的三位孔隙结构，有强酸性，热稳定性和水热稳定性相对较高。但作为常规吸附剂，其对CO的吸附类型为物理吸附，对低浓度CO的吸附选择性较低，动态CO工作吸附量较低；②载铜类吸附剂，对CO具有良好的吸附效果，但Cu(I)在空气中极易氧化，且具有一定毒性；③负载卤化银的吸附剂，虽然对CO的吸附量有一定提升，但在光照条件下极易分解为Ag单质。因此，亟需一种适用于卷烟烟气中低浓度CO吸附且具有良好稳定性的吸附剂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于吸附卷烟烟气中低浓度CO的Ag(Ⅰ)@β分子筛的制备方法，有效克制了载铜类吸附剂易氧化，载银类吸附剂易分解的缺点。

*除非另有说明，本发明中所述的百分比为质量百分数。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于吸附低浓度CO的Ag(Ⅰ)@β分子筛的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料准备：准确称取AgNO₃晶体与β分子筛，将其按重量比为1:20～1:3.5的比例充分混合，备用；

(2)原料研磨：将步骤(1)中的AgNO₃晶体与β分子筛混合物放入行星式球磨机中进行机械研磨，备用；

其中，所述行星式球磨机的转速设置为160r/min，研磨时间为2～6小时；

(3)焙烧和冷却：将经过研磨的AgNO₃和β分子筛混合物置于管式炉中，在Ar或N₂气氛下进行焙烧后，冷却至室温即得Ag(Ⅰ)@β分子筛；

其中，焙烧温度为190℃～220℃，焙烧时间为1～3小时。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明制备的Ag(I)@β分子筛，与CO发生化学吸附，不仅提高了CO的动态工作吸附量，同时提高了CO的吸附选择性。