钛酸盐纳米线降低卷烟烟气中的重金属研究

发布时间：2021-06-07 08:38

　　通过简单的水热反应法,制备了一种可同时降低主流烟气中重金属的钛酸盐纳米线。采用X射线粉末衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和物理吸附仪等手段对合成纳米线的结构进行表征。结果表明:钛酸盐纳米线对有害成分的吸附降解机理表现为物理吸附和化学吸附的共同作用;在卷烟滤嘴中添加钛酸盐纳米线后,主流烟气中铬（Cr）、镍（Ni）、砷（As）、镉（Cd）和铅（Pb）的释放量分别降低了30.8%、29.3%、60.4%、53.0%和37.4%。 

【文章来源】：化工新型材料. 2020,48(02)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

钛酸盐纳米线的XRD谱图

图2为钛酸盐纳米线的SEM图和TEM图。从图2(a）可见，该材料为纳米线状，钛酸盐纳米线相互叠加在一起形成特殊的三维网状结构，这种网状结构中存在大量的介孔和微孔。图2(b）显示钛酸盐纳米线的直径主要分布在50～100nm之间，长度可达几个微米到十几个微米。此外，高倍TEM图显示钛酸盐纳米线沿着[010]方向和[100]方向定向生长成层状结构，存在大量缺陷（如图中圆圈部分）。

钛酸盐纳米线的N2吸附-脱附等温曲线见图3。根据国际理论与应用化学联合会（IUPAC）的分类，钛酸盐纳米线的N2吸附脱附等温线均属于Ⅱ型，且不存在回滞环。由此可以推测，钛酸盐纳米线的表面不存在孔结构。钛酸盐纳米线的比表面积达117.2cm3/g。一方面，由于钛酸盐纳米线具有特殊的网状结构，当主流烟气通过该材料时，粒相物被网有效阻隔；另一方面，主流烟气中的粒相物和纳米线碰撞时产生流向的改变，从而延长了主流烟气和醋酸纤维滤嘴的接触时间，提高了过滤效率，对重金属等有害成分具有较强的物理去除作用。为了探究钛酸盐纳米线对重金属的吸附性能，本实验在10mL 1μg/mL镉标准溶液中加入20mg钛酸盐纳米线减害材料，搅拌30min，之后离心分离减害材料，60℃下烘干，采用TEM分析材料形貌结构，采用EDX能谱分析元素组成，采用ICP-MS分析吸附后溶液中的Cd含量，结果见图4。

【参考文献】：
期刊论文
[1]卷烟主流烟气重金属迁移率与烟叶中重金属不同形态之间的关系研究[J]. 周茂忠,张悠金,姚鹤鸣,刘百战,陆怡峰,胡建军,李永霞,张珲姿,董建江,洪深求,孙高军.  中国烟草学报. 2017(02)
[2]氧化石墨烯-壳聚糖复合物涂布纸降低卷烟烟气中苯酚和巴豆醛[J]. 高明奇,杨帆,顾亮,张展,冯晓民,杨金初,纪朋,董艳娟,孙学辉,聂聪,李明哲.  烟草科技. 2016(11)
[3]功能化聚乙烯亚胺选择性降低卷烟烟气中的HCN[J]. 郭阁,孙学辉,郭吉兆,王宜鹏,贾云祯,孙培健,杨松,聂聪,赵冰.  烟草科技. 2016(03)
[4]卷烟主流烟气中As、Cd、Pb的滤嘴截留效率测定[J]. 刘秀彩,徐建荣,余玉梅,张建平,黄华发,黄惠贞,林艳,张鼎方.  中国烟草学报. 2013(06)
[5]重金属元素在卷烟主流烟气中迁移率分析[J]. 江今朝,彭书海,习钦,王海艳.  江西化工. 2013(03)
[6]钛酸盐纳米管降低卷烟烟气有害成分[J]. 邓其馨,黄朝章,张建平,吴清辉,叶仲力,许寒春,谢卫.  烟草科技. 2013(08)
[7]不同碳空心材料降低主流烟气中酚类有害成分研究[J]. 于宏晓,赵砚棠,董永智,赵华民,王正峰,王青海,马强,徐海涛,米强,赵国庆.  中国烟草科学. 2013(06)
[8]土壤重金属含量对烟叶和烟气中重金属的影响[J]. 孟建玉,商胜华,陆宁,曹毅,陈兴江.  中国烟草科学. 2012(03)
[9]采用微孔-介孔复合材料降低卷烟烟气中的有害成分[J]. 孙玉峰,马扩彦,戴亚.  化工学报. 2011(02)
[10]纺锤形β-FeOOH降低卷烟烟气中烟草特有亚硝胺[J]. 侯宏卫,朱友,唐纲岭,胡清源,杨柳,秦云华.  烟草科技. 2011(01)



本文编号：3216255