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应用改性ACF选择性脱除卷烟烟气中的有害物质

作　者: 张玉清
导　师: 顾中铸
学　校: 南京师范大学
专　业: 供热供燃气通风及空调工程
关键词: 卷烟烟气活性炭纤维低温等离子体选择性降害感观评价
分类号: R114
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 39次
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内容摘要

对于中国烤烟型卷烟,选择性降低烟气中有害物质的含量,尽可能保持其固有的香味、口感和生理强度,是烟草行业长期以来一直追求的目标和研究热点,也是环境领域的一个世界性难题。本课题针对烤烟型卷烟烟气中有害物质的特点,以粘胶基活性炭纤维为基材,利用低温等离子体对ACF进行表面物理改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和表面积孔隙度分析仪对改性ACF的表面结构进行表征。通过实验探究了在不同气氛、不同放电电压与放电时间下的改性对ACF吸附甲醛效果的影响和变化规律。并且遴选出最佳工况下的ACF材料,对其进一步进行化学改性,负载纳米TiO2、Cu、Pd等具有选择性催化一氧化功能的物质,制成改性ACF复合功能材料,将其与醋酸纤维按一定比例制成新型的二元复合滤嘴,在不改变卷烟原有香气和吃味,对人体无任何额外毒副作用的前提下,选择性高效降低卷烟烟气中焦油、CO、苯并[a]芘的含量,通过对改性材料的表征,推测了可能的降害机理,为今后优化实验方案提供理论依据。本技术具有良好的应用前景,在完成实验室研究的基础上,如能尽快中试研究,解决产业化过程中可能会出现的问题,将本作品大规模应用于卷烟生产,必将产生巨大的社会效益和经济效益。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-12
  1.1 卷烟降害的研究背景  8-9
  1.2 卷烟降害的研究现状和存在的问题  9-10
    1.2.1 卷烟降害的研究现状  9-10
    1.2.2 卷烟降害存在的问题  10
  1.3 本课题的研究内容  10-12
第2章研究的理论与技术基础  12-21
  2.1 卷烟烟气的形成  12
  2.2 卷烟烟气的主要化学成分  12-13
  2.3 烟气中的主要有害物质  13-16
    2.3.1 一氧化碳的降低技术  13-14
    2.3.2 焦油的降低技术  14-15
    2.3.3 苯并芘(稠环芳烃)的降低技术  15
    2.3.4 醛类物质的降低技术  15-16
  2.4 低温等离子体技术介绍  16-17
  2.5 活性炭纤维的介绍  17-19
    2.5.1 活性炭纤维(ACF)的性能特点  17-18
    2.5.2 活性炭纤维的改性原因  18
    2.5.3 低温等离子体改性活性炭纤维原理  18-19
  2.6 小结  19-21
第3章实验用原材料、设备及性能表征  21-28
  3.1 主要原材料及试剂  21
  3.2 主要实验设备  21-22
  3.3 样品性能表征设备  22-26
  3.4 小结  26-28
第4章 ACF的物理改性及吸附性能研究  28-44
  4.1 ACF的物理改性  28-29
    4.1.1 ACF的选择  28
    4.1.2 ACF的预处理  28
    4.1.3 ACF的物理改性  28-29
  4.2 物理改性后ACF的微观结构  29-35
    4.2.1 扫描电子显微镜(SEM)图  29-31
    4.2.2 X射线能谱图分析  31-34
    4.2.3 孔隙分析  34-35
  4.3 物理改性ACF的吸附性能研究  35-43
    4.3.1 物理改性前后的ACF吸附甲醛测试  35-36
    4.3.2 ACF净化甲醛的吸附曲线  36-40
    4.3.3 结果分析  40-43
  4.4 小结  43-44
第5章 ACF的化学改性及降害效果分析  44-57
  5.1 ACF的化学改性  44
  5.2 化学改性后ACF的微观结构  44-47
    5.2.1 扫描电子显微镜(SEM)图  44-45
    5.2.2 X射线能谱分析图  45-47
  5.3 新型滤嘴烟支样品制备  47-48
  5.4 新型滤嘴烟支样品鉴定  48-52
    5.4.1 卷烟烟气成分鉴定  48-51
    5.4.2 卷烟内在品质鉴定  51
    5.4.3 烟气安全性鉴定  51-52
  5.5 选择性降害机理推测  52-56
    5.5.1 降低卷烟烟气中C0的机理  52
    5.5.2 降低卷烟烟气中苯并[a]芘的机理  52-56
  5.6 小结  56-57
第6章总结  57-59
  6.1 主要创新点  57
  6.2 主要结论  57
  6.3 尚存在的问题及应用前景展望  57-59
    6.3.1 尚存在的问题  57-58
    6.3.2 应用前景展望  58-59
参考文献  59-65
致谢  65

应用改性ACF选择性脱除卷烟烟气中的有害物质

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