活性炭孔結(jié)構(gòu)對(duì)煙氣揮發(fā)性半揮發(fā)性成分過濾效率的影響.pdf

1、為了全面考察活性炭對(duì)卷煙煙氣的作用規(guī)律，本文開展了以下工作：
　　 (1)利用低溫氮吸附法測(cè)定國(guó)產(chǎn)煙用椰殼基活性炭的吸附脫附等溫線，利用BET法計(jì)算其比表面積和孔容積，用密度函數(shù)理論計(jì)算其全孔分布。同時(shí)用掃描電子顯微鏡觀察活性炭的表面形貌。最終確定出七種結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足實(shí)驗(yàn)梯度需要的樣品。樣品比表面積分布區(qū)間為700-1400m2/g，粒度為40-60、60-80、80-100目，均以微孔為主，微孔百分含量在80％以上。
　　

2、 (2)測(cè)定活性炭加入前與加入后卷煙煙氣中揮發(fā)性羰基物、酚類化合物、5種揮發(fā)性有機(jī)化合物（1,3丁二烯，異戊二烯，丙烯腈，苯和甲苯）和香味成分釋放量的變化，討論了活性炭結(jié)構(gòu)、化合物性質(zhì)與煙氣成分過濾效率的關(guān)系。結(jié)果表明：活性炭對(duì)煙氣化合物普遍具有過濾作用，但是對(duì)不同化合物的過濾程度不同。過濾效率主要與活性炭的比表面積和微孔容積有關(guān)，在粒度一定的情況下，過濾效率隨活性炭比表面積和微孔容積的增加而增大；比表面積和微孔容積接近時(shí)，粒度越小的

3、炭對(duì)煙氣成分的過濾效率越高；微孔百分比高的炭滯留小分子的能力強(qiáng)，對(duì)乙醛、1,3一丁二烯和異戊二烯等小分子化合物的過濾效率較高，同時(shí)微孔百分比高的炭傳質(zhì)阻力大，對(duì)酚類等半揮發(fā)性成分的過濾較少，適當(dāng)增加大中孔等過渡孔道會(huì)增加大分子化合物的過濾。過濾效率與化合物的性質(zhì)有關(guān)，尤其是與化合物的分子量和沸點(diǎn)有關(guān)：揮發(fā)性羰基物和5種揮發(fā)性有機(jī)化合物的過濾效率隨化合物分子量沸點(diǎn)的升高呈升高趨勢(shì)；酚類化合物的過濾效率明顯低于揮發(fā)性羰基物和5種揮發(fā)性有機(jī)化

4、合物的過濾效率，且二元酚的過濾效率低于一元酚的過濾效率；香味成分的過濾效率隨化合物分子量沸點(diǎn)的升高呈下降趨勢(shì)。
　　 (3)考察活性炭用量及添加方式對(duì)卷煙煙氣釋放量的影響，發(fā)現(xiàn)活性炭用量一定時(shí)，受增塑劑的影響，三元復(fù)合濾嘴比二元復(fù)合濾嘴的過濾效率高；隨活性炭用量的增加，兩種復(fù)合濾嘴的過濾效率均增大?；钚蕴坑昧繉?duì)揮發(fā)性不同的化合物的過濾效率的影響不同：同分異構(gòu)體因分子量和沸點(diǎn)接近，活性炭用量對(duì)其過濾效率的影響趨勢(shì)相似；用量少時(shí)，易

5、發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，乙醛等難吸附組分的吸附量少，增加用量可以減小競(jìng)爭(zhēng)，難吸附組分的過濾效率隨用量的增加呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。
　　 (4)對(duì)比分析活性炭對(duì)烤煙型卷煙和混合型卷煙主流煙氣成分過濾作用的差異，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性羰基物和香味成分的含量與卷煙類型和焦油量有關(guān)，二者含量烤煙型卷煙高于混合型卷煙，焦油量高的卷煙高于焦油量低的卷煙。不同類型卷煙煙氣中香味成分的種類基本一致，但在含量方面存在著較大的差異。烤煙型卷煙中糠醛、糠醇、麥芽酚、5．羥甲基

6、糠醛、亞麻酸、棕櫚酸、亞麻酸甲酯、亞油酸、棕櫚酸甲酯等成分的含量明顯高于混合型卷煙。這與烤煙型卷煙中碳水化合物含量較高有關(guān)?；旌闲途頍熡捎谂浞街泻邪桌邿熀拖懔蠠?3．甲基戊酸及氮雜環(huán)類化合物如可替寧、吲哚、麥思明等的含量較高?；钚蕴繉?duì)不同類型卷煙的過濾規(guī)律基本一致，即過濾效率與化合物的性質(zhì)有關(guān)，尤其是與化合物的分子量和沸點(diǎn)有關(guān)?；钚蕴繉?duì)不同類型卷煙的過濾程度有較大的差異，活性炭對(duì)烤煙型卷煙煙氣的平均過濾效率低于混合型卷煙。
　　

7、 (5)測(cè)定活性炭上純丙酮?dú)怏w的吸附特性，分別用Langmuir模型和Dubinin-Radushkevichv(D-R)模型對(duì)吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，從模型擬合精度及吸附熱預(yù)測(cè)角度對(duì)Langmuir模型及D-R模型進(jìn)行比較。與Langmuir模型相比，D-R模型對(duì)吸附數(shù)據(jù)的擬合相關(guān)系數(shù)更高，平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差更低，擬合結(jié)果更好。由10-4-3型勢(shì)函數(shù)計(jì)算得到活性炭上純丙酮?dú)怏w的理論吸附熱為17.9kj/mol，吸附熱較小，說明此吸附以物理吸