ARTÍCULOS PARA FUMAR QUE INCLUYEN CATALIZADOR DE ORO.

Un artículo para fumar que comprende un material para fumar y un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono en los productos de la descomposición durante el fumado del material para fumar,

para producir dióxido de carbono, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y otro metal, y el oro comprende especies de oro que están en estado metálico (Au 0 ), junto con especies de oro en estado oxidado (Au 8+ )

Esta invención se refiere a artículos para fumar y a materiales para fumar, y más en concreto a dichos artículos y materiales que contienen un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono para producir dióxido de carbono en los productos de la descomposición durante el fumado del material para fumar.

Se sabe que muchas sustancias actúan como catalizadores para la conversión del monóxido de carbono en dióxido de carbono. Por ejemplo, en Chem. Commun., 1999, 1373-1374, Taylor et al. describen el uso de un óxido mixto de cobre y cinc para este fin; el documento US-4839327 describe catalizadores para oxidar el monóxido de carbono para producir dióxido de carbono que comprenden un depósito ultrafino de oro sobre óxidos metálicos, que incluyen MnO2, Fe2O3, CuO, CuMnO2, Al2O3, SiO2 y TiO2; el documento US-5.068.217 describe un catalizador que comprende oro depositado sobre un material vehículo de cerámica porosO que contiene Fe2O3; el documento US2003/099586 describe un catalizador que comprende oro sobre un vehículo de Fe2O3; y el documento US-4.698.324 describe el depósito de oro o de una mezcla de oro con un óxido metálico catalítico (Cr2O3, MnO, NiO, Fe2O3, Co3O4, CuO) sobre un vehículo de sílice, alúmina o magnesia.

Se han realizado varias propuestas para incorporar catalizadores en artículos para fumar y materiales para fumar, de modo que el monóxido de carbono en los productos de la descomposición durante el fumado se convierte en dióxido de carbono. Por ejemplo, la publicación de patente internacional WO 2004/002247 describe varios catalizadores para su incorporación en un cigarrillo. Uno de estos catalizadores comprende aluminato de cinc. Otro comprende oro depositado sobre un óxido de tierras raras, tal como óxido de cerio. El documento US-2003/0075193 describe un material para fumar que contiene un catalizador en forma de nanopartículas de óxidos metálicos (tales como Fe2O3, CuO, TiO2, CeO2, Ce2O3, Al2O3, o Y2O3) dopado con Zr, y MnO2 dopado con Pd. La solicitud de patente china CN1464058 describe un sistema catalizador complejo para reducir la cantidad de monóxido de carbono en el humo del tabaco. El sistema tiene tres componentes activos (Au, Pt y Pd) y al menos 2 promotores (Fe, Cu, y opcionalmente Zn) sobre un soporte fabricado de alúmina, sílice, bentonita o un material de tamices moleculares.

Cuando un catalizador se incorpora en un artículo para fumar, el catalizador ser desactivado o envenenado con rapidez por la humedad o por otras otras sustancias presentes en el humo. Además, la presencia de un catalizador en el material para fumar o el artículo para fumar puede afectar de modo desfavorable al aroma del humo. Además, muchos catalizadores sólo son eficaces a temperaturas mayores que las que se producen cuando el humo del tabaco se inhala desde un cigarrillo.

Por consiguiente, muchos catalizadores que son eficaces para catalizar la conversión de CO no contaminado a CO2 de hecho son ineficaces para su uso para catalizar la conversión en el humo del tabaco, según se revela ensayando la eficacia de los catalizadores bajo condiciones que imitan las condiciones durante el fumado verdaderas.

La presente invención se basa en la selección de ciertos catalizadores que contienen oro para su uso para oxidar el monóxido de carbono para producir dióxido de carbono en los productos de la descomposición del material para fumar. Los catalizadores seleccionados se denominan en esta descripción “catalizadores de la invención”.

En líneas generales, la invención se refiere a un proceso para tratar los productos de la descomposición de un material para fumar, que comprende poner en contacto los productos de la descomposición con un catalizador de la invención.

La presente invención incluye un artículo para fumar, o uno de sus componentes, que comprende un material para fumar y un catalizador de la invención. El componente del artículo para fumar que incorpora el catalizador puede ser un filtro para humo, una envoltura o una funda para el artículo para fumar, un material de filtro, tal como estopa para filtros, o el propio material para fumar.

Los catalizadores de la invención incluyen, en particular, oro y un óxido de cinc y otro metal, en los que el oro comprende especies de oro en estado metálico (Au0), junto con especies de oro en estado oxidado (Au8+).

Por tanto, en un primer aspecto, la invención proporciona un artículo para fumar, que comprende un material para fumar y un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono en los productos de la descomposición durante el fumado del material para fumar, para producir dióxido de carbono, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y otro metal, y el oro comprende especies de oro en estado metálico (Au0), junto con especies de oro en estado oxidado (Au8+).

En un segundo aspecto, la invención proporciona un material para fumar, que comprende un material para fumar de tabaco y/o que no es tabaco, y un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono en los productos de la descomposición del material para fumar de tabaco y/o que no es tabaco para producir dióxido de carbono, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y otro metal, y el oro comprende especies de oro en estado metálico (Au0), junto con especies de oro en estado oxidado (Au8+).

En un tercer aspecto, la invención proporciona el uso de un catalizador de la invención para el tratamiento de los productos de la descomposición de un material para fumar o de materiales para fumar.

En un cuarto aspecto, la invención proporciona un método para fabricar un artículo para fumar, que comprende preparar un material catalizador que comprende oro y un óxido mixto de cinc y otro metal, en el que el oro comprende especies de oro que están en estado metálico (Au0), junto con especies de oro en estado oxidado (Au8+), e incorporar el material catalizador en el artículo para fumar de modo que cuando se fuma, el catalizador se pone en contacto con los productos de la combustión.

En un quinto aspecto, la invención proporciona un filtro para humo para un artículo para fumar que comprende un catalizador de la invención.

También se proporciona una funda para un artículo para fumar que comprende un catalizador, en la que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y otro metal, y el oro comprende especies de oro que están en estado metálico (Au0), junto con especies de oro en estado oxidado (Au8+).

Los mecanismos catalíticos del oro no se conocen a fondo, pero las investigaciones de los inventores indican que la actividad puede depender de la presencia sobre la superficie del catalizador de especies de oro metálicas (Au0) y de especies de oro con carga positiva (Au8+). En los catalizadores más eficaces de la invención, las especies de oro sobre la superficie son predominantemente metálicas. Sin embargo, el oro metálico no tiene que ser necesariamente la especie activa en la oxidación del CO; su presencia puede ser necesaria sólo para estabilizar las especies de oro oxidadas en una interfase entre el oro y la especie catalizada, siendo la especie oxidada la que contribuye decisivamente a realizar la catálisis.

La presencia y las proporciones relativas de las especies de oro oxidado y metálico pueden detectarse utilizando técnicas tales como espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y espectroscopía de superficie cercana al umbral de rayos X (XANES).

Las cantidades relativas de las especies oxidadas y metálicas pueden cambiarse mediante un tratamiento apropiado del catalizador. Un método es tratar el catalizador que porta el oro en un atmósfera reductora, por ejemplo poniendo el contacto el catalizador con hidrógeno o monóxido de carbono. La reducción también puede realizarse en fase líquida, por ejemplo tratando el catalizador con un agente reductor, tal como borohidruro de sodio, hidrazina o formiato de sodio.

Los inventores han descubierto que si el oro se deposita sobre óxido de titanio, por ejemplo, la actividad catalítica del oro hacia la oxidación del monóxido de carbono se potencia mediante un tratamiento en una atmósfera reductora. De manera similar, la actividad catalítica del oro sobre vehículos que comprenden óxido de cinc u óxidos mixtos de cinc y cobre se ve potenciada mediante el tratamiento del catalizador en una atmósfera reductora.

Como alternativa, el catalizador que porta el oro puede calcinarse para aumentar la proporción de... [Seguir leyendo]

1. Un artículo para fumar que comprende un material para fumar y un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono en los productos de la descomposición durante el fumado del material para fumar, para producir dióxido de carbono, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y otro metal, y el oro comprende especies de oro que están en estado metálico (Au0), junto con especies de oro en estado oxidado (Au8+).

2. Un artículo para fumar según la reivindicación 1, en el que las especies de oro están predominantemente en estado metálico (Au0).

3. Un artículo para fumar según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y un metal, que forma un óxido con un punto isoeléctrico de 6 a 10.

4. Un artículo para fumar según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y aluminio.

5. Un artículo para fumar según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el catalizador comprende oro y un óxido mixto de cinc y cobre.

6. Un artículo para fumar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el catalizador se produce depositando oro desde una disolución de un compuesto de oro sobre el óxido mixto de cinc y otro metal, y separando el óxido que porta el oro de la disolución.

7. Un artículo para fumar según la reivindicación 6, en el que el óxido que porta el oro se calcina.

8. Un artículo para fumar según la reivindicación 6, en el que el óxido que porta el oro se trata en una atmósfera reductora.

9. Un artículo para fumar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una barra del material para fumar y un filtro para humo, y el catalizador se incorpora en el filtro para humo.

10. Un artículo para fumar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una barra del material para fumar y el catalizador incorporado en la barra.

11. Un artículo para fumar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una barra del material para fumar en un envoltorio, y el catalizador se incorpora en el envoltorio.

12. Un material para fumar que comprende un material para fumar de tabaco y/o que no es tabaco, y un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono en los productos de la descomposición del material para fumar de tabaco y/o que no es tabaco para producir dióxido de carbono, en el que el catalizador es como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

13. El uso de un catalizador según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, para el tratamiento de los productos de la descomposición de un material para fumar o de materiales para fumar.

14. Un método para fabricar un artículo para fumar, que comprende preparar un material catalizador según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, e incorporarlo en el artículo para fumar de modo que cuando se fuma, el catalizador se pone en contacto con los productos de la combustión.

15. Un filtro para humo para un artículo para fumar que comprende un catalizador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

16. Un filtro según la reivindicación 15, que comprende además al menos un elemento de filtro para proteger al catalizador de las partículas en el humo extraídas a través del filtro.

17. Un filtro según la reivindicación 16, en el que el elemento de filtro comprende un óxido de cinc.

18. Un filtro según la reivindicación 16 ó 17, en el que el elemento de filtro comprende carbono activado.

19. Un filtro según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, que comprende un soporte para un artículo para fumar y un elemento de filtro que comprende el catalizador.

20. Un filtro según la reivindicación 15, en el que el catalizador está comprendido en la estopa para filtros.

21. Una funda para un artículo para fumar que comprende un catalizador según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

22. Una funda según la reivindicación 21, en la que la funda es un envoltorio para un artículo para fumar.