金属盐对卷烟纸纤维素催化裂解致孔及烟气CO释放量的影响
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摘要
卷烟纸是包裹卷烟的重要组成部分,参与卷烟的燃烧,对卷烟烟气指标具有重要的影响。利用卷烟纸的催化裂解致孔原理和气体扩散理论,通过在卷烟纸配方添加不同金属盐,使其在卷烟纸燃烧过程中实时增加炭化线附近的微孔数目,减少微孔孔径,一方面增加CO从主流烟气向测流烟气扩散能力;另一方面,增加空气从炭化线附近进入量稀释主流烟气,由于烟气CO扩散和主流烟气稀释共同作用,实现降低卷烟主流烟气中CO释放量。本文制备了几种不同金属盐的卷烟纸,利用纸张扩散率测定仪与透气度测定仪、FS300纤维分析仪、热分析表征法、压汞法以及扫描电镜(SEM)法对制备的卷烟纸进行表征,研究金属盐对卷烟纸纤维素裂解致孔的影响,进一步探讨其对主流烟气CO释放的影响规律,从扩散角度为降低烟气CO释放量提供新的思路。主要通过调整卷烟纸纤维素种类、催化剂种类以及不同纤维素配比等因素,研究卷烟纸以上配方因素对卷烟纸纤维素的催化裂解行为和催化裂解反应动力学的影响。通过筛选对纤维素裂解有催化作用的金属盐催化剂,制备含不同金属盐的卷烟纸,研究不同金属盐催化卷烟纸中纤维素热裂解过程对卷烟纸致孔特点的影响及对主流烟气CO扩散的影响规律,并进一步研究卷烟纸中纤维素的催化热裂解机理。结果表明,不同种类的金属盐对卷烟纸纤维素裂解速率的影响较大,金属盐催化纤维素裂解致孔影响卷烟纸微孔结构与主流烟气CO的释放量。添加柠檬酸钾的卷烟纸试制的卷烟主流烟气CO释放量显著降低;而添加醋酸锌、醋酸钙、氯化钙与氯化锌的卷烟纸试制卷烟的主流烟气CO释放量显著增加。图1为添加不同金属盐的卷烟纸裂解图。
引文
[1]Luo Wei,Yin Donghong,Ding Duo,et al.Effect of pore structure of cigarette paper on the yield of carbon monoxide in mainstream smoke during cigarette burning,beitrage zur tabakforschung international[J].Contributions to Tobacco Research,2015,26(6);284-193.