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烟草经燃烧后产生的烟气中的化学成分达6000种以上,因此对能降低香烟烟气中有害气体的新材料和新技术开展研究,不仅可以减少香烟对直接吸烟人群的危害,而且对于保障非吸烟人群的身体健康也有重要的意义。本文采用水热合成法制备介孔分子筛SiO2,并用正交实验探索其优化制备和掺杂的条件,以提高其对烟气中某些有害气体的吸收,得到结论如下:
在100℃,晶化时间48h,焙烧温度600℃,CTAB与Si(摩尔比)比值是0.14制得了平均孔径为3.80nm,平均比表面积为962.78m2/g,总孔容为0.92cm3/g的有序介孔SiO2。在此基础上分别探索了掺杂金属离子(Fe3+、Cu2+、Zn2+)的制备条件,研究发现掺杂金属离子(Fe3+、Cu2+、Zn2+)对介孔分子筛SiO2的孔径分布影响不大;不同的掺杂离子对有害气体(甲苯、丙酮、氨气)选择性吸收也有不同。用X射线荧光光谱和X射线光电子能谱法表征样品表明:Ca2+和Fe3+在掺杂过程中,易进入介孔SiO2的内部,Zn2+以ZnO的形式沉积在介孔SiO2的表面,Cu2+掺杂介孔Si02对单组分有害气体(甲苯、氨气)的吸附有促进作用,Fe3+掺杂可以增大SiO2的比表面积,促进其对混合气体的吸附,Zn2+掺杂对有害气体的吸附效果没有明显的改善。
本文的特点主要体现在采用正交实验法确定介孔SiO2的较优制备工艺以及对甲苯、氨气、酮类的选择性吸附研究,即在介孔SiO2的制备过程中采用正交实验的方法确定纯相和金属掺杂介孔SiO2的较优制备条件;用所制备的介孔SiO2的对甲苯、氨气、酮类进行选择性吸附研究,克服了传统烟气降害方法对这些有害物质吸附效果偏低等缺点。