專利名稱：：一種選擇性降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量的濾嘴添加材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種選擇性降低巻煙主流煙氣中氬氛酸釋放量的濾嘴添加材料及其制備方法和應(yīng)用。將該材料應(yīng)用于巻煙濾棒，能夠有效降低主流煙氣中氬氰酸含量，同時對巻煙的吸食品質(zhì)不產(chǎn)生負面影響。
背景技術(shù)：
：氬氰酸(HGN)屬高揮發(fā)性的劇毒物質(zhì)，中毒作用主要通過CN—發(fā)生。氳氰酸進入人體內(nèi)后離解為氛根離子(CN—)，GhT可抑制42種酶的活性，同時可與高鐵細胞色素氣化酶結(jié)合，生成氰化高鐵細胞色素氣化酶而失去傳遞氧的作用，引起組織缺氣而窒息。巻煙中氬氰酸主要來源于煙草中硝酸鹽和含氮化合物在燃吸過程中的氣化分解，其含量約為30-300ng/cig，煙氣中的氬氰酸經(jīng)呼吸道吸收后迅速進入機體，對人的身體健康產(chǎn)生危害。因此，研究能夠有效降低巻煙主流煙氣中氬氰酸釋放量的方法對提高巻煙吸食安全性、保護人類健康具有重要意義。目前，國內(nèi)外脫除氬氛酸的方法主要有四種堿液吸收法、吸附法、直接氧化法和催化氧化法。對于巻煙主流煙氣中微量氬氰酸的脫除，從經(jīng)濟和效果來看，吸附法和催化氣化法是較為合適的方法。催化氣化法的催化溫度較高(如專利CN1416950A和CN1462652A，催化溫度要求250-450°C)，所需催化劑價格昂貴，生產(chǎn)成本高(如專利GN1583257A采用納米金，且制作過程復(fù)雜)。在吸附法脫除氬氰酸的研究中，國內(nèi)外對活性炭的研究比較深入。但是活性炭作為巻煙嘴棒的添加劑，在中式巻煙中的應(yīng)用主要存在兩個問題，一是活性炭在對煙氣氣相組分有效過濾的同時，給煙氣帶來的碳味使吸食者產(chǎn)生不舒服的感覺；其次，活性炭在嘴棒加工制作過程中容易造成環(huán)境污染，有時會污染工作環(huán)境3和其它輔料。因此，其它新型吸附材料的開發(fā)成為巻煙選擇性降害的重要研究方向。如CN1583257A公開了一種用于脫除巻煙主流煙中氬氛酸的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，包括活性組份納米Au、載體Al20s或Ti02，其制作成本較高。CN101336752是在纖維基材內(nèi)直接添加或吸附堿性物質(zhì)，對氬氰酸的脫除不具有選擇性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題而專門研制的一種選擇性降低巻煙主流煙氣中氬氛酸釋放量的濾嘴添加材料及其制備方法和應(yīng)用，通過對多孔材料進行化學(xué)修飾，引入不同的堿性基團，得到一種能夠有效吸附酸性氣體的新材料。將該材料應(yīng)用于巻煙濾棒，能夠有效降低主流煙氣中氬氰酸含量，同時對巻煙的吸食品質(zhì)不產(chǎn)生負面影響，從而達到選擇性降低巻煙危害的目的。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明的濾嘴添加材料為能夠吸附酸性氣體、含有季胺堿基團的改性多孔材料。具體說所述濾嘴添加材料是經(jīng)氯化三甲胺基乙酰肼或(2-溴乙基)三甲基溴化銨進行表面化學(xué)改性后并含有季胺堿基團的多孔材料。本發(fā)明所迷的載體材料為硅藻土、二氧化硅、樹脂、羥基磷灰石、沸石、聚醋酸乙烯酯、殼聚糖中的任意一種。本發(fā)明的制備方法是將選取的多孔載體材料過篩處理取20-100目的顆粒，通過與改性劑氯化三甲基銨乙酰肼或(2-溴乙基)三甲基溴化銨進行表面化學(xué)改性，改性后的材料在1-2mol/L的氬氣化鈉溶液中浸泡1-2小時，水洗后在30-50。C下真空千燥10-30min，得到含有季胺堿基團的改性多孔材料。本發(fā)明的濾嘴添加材料可以顆粒料形式散撒在巻煙濾嘴中，其適宜添加量為每支濾嘴10-50毫克，能有效降低主流煙氣中氫氰酸含量。本發(fā)明提供的濾嘴添加材料具有如下優(yōu)點1.本專利發(fā)明物為含有強堿基團的多孔材料，最大程度地保持堿性基團與煙氣中氫氰酸的有效接觸，從而提高對氫氛酸吸附效率；2.本專利發(fā)明物能夠選擇性降低巻煙主流煙氣中氬氰酸的含量，有效降低達30%以上；3.本專利發(fā)明物對巻煙的吸食品質(zhì)無負面影響。具體實施例方式下面以實例進一步說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。實施例1將多孔羥基磷灰石過篩處理取20-100目的顆粒10g，向其中加入100ml二甲基亞砜、20g氯化三甲基銨乙酰肼和3~5滴乙酸，于3CTC攪拌反應(yīng)24h，反應(yīng)后水洗至中性，用1mol/LNaOH溶液浸泡2h，水洗至中性后在30-5(TC下真空干燥10-30min，得到季胺堿化多孔材料1。將多孔材料1作為復(fù)合濾嘴添加材料使用，添加量為40mg/cig，以不添加任何濾嘴改性材料的巻煙為對照樣品，按照標準抽吸條件在吸煙機上進行巻煙抽吸試驗，并按照標準YCT253-2008進行氬氰酸釋放量的檢測。每個樣品平行樣三個，結(jié)果如表一所示。表一材料1降低氳氰酸釋放量的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述結(jié)果表明，本發(fā)明材料可以用于復(fù)合濾嘴巻煙的生產(chǎn)，可以將巻煙主流煙氣中氬氰酸釋放量降低38.2%。此外，感官評價結(jié)果表明，該濾嘴添加材料對巻煙吸食品質(zhì)無不良影響。實施例2將多孔二氣化硅(市售)過篩處理取20-100目的顆粒10g，向其中加入180ml甲醇、20g(2-溴乙基)三甲基溴化銨，室溫攪拌1h使(2-溴乙基)三甲基溴化銨充分溶解，后升溫至65。C，反應(yīng)24h。反應(yīng)后水洗至中性，用2mol/LNaOH溶液浸泡1h，水洗至中性后在30-50。C下真空干燥10-30min，得到季胺堿化多孔材料2。將多孔材料2作為復(fù)合濾嘴添加材料使用，添加量為20mg/cig，以不添加任何濾嘴改性材料的巻煙為對照樣品，按照標準抽吸條件在吸煙機上進行巻煙抽吸試驗，并按照標準YCT253-2008進行氬氰酸釋放量的檢測。每個樣品平行樣三個，結(jié)果如表二所示。表二材料2降低氳氰酸釋放量的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述結(jié)果表明，本發(fā)明材料可以用于復(fù)合濾嘴巻煙的生產(chǎn)，可以將巻煙主流煙氣中氳氛酸釋放量降低31.2%。此外，感官評價結(jié)果表明，該濾嘴添加材料對巻煙吸食品質(zhì)無不良影響。本發(fā)明也可利用上述所列多孔材料如硅藻土、樹脂、殼聚糖等作為載體材料，與不同的改性劑(如Girard，sReagentT或(2-溴乙基)三甲基溴化銨)，按照實施例1或?qū)嵤├?的具體方法，制得含有季胺i;成基團的改性多孔材料。權(quán)利要求1、一種選擇性降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量的濾嘴添加材料，其特征在于所述濾嘴添加材料為能夠吸附酸性氣體、含有季胺堿基團的改性多孔材料。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性降低巻煙主流煙氣中氬氰酸釋放量的濾嘴添加材料，其特征在于所述濾嘴添加材料是經(jīng)氯化三甲胺基乙酰肼或(2-溴乙基)三甲基溴化銨進行表面化學(xué)改性后并含有季胺堿基團的多孔材料。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性降低巻煙主流煙氣中氬氰酸釋放量的濾嘴添加材料，其特征在于多空材料為硅藻土、二氧化硅、樹脂、羥基磷灰石、沸石、聚醋酸乙烯酯、殼聚糖中的任意一種。4、一種權(quán)利要求1所述的濾嘴添加材料的制備方法其特征在于其具體方法如下將選取的多孔材料過篩處理取20-100目的顆粒，通過與改性劑氯化三甲基銨乙酰肼或(2-溴乙基)三甲基溴化銨進行表面化學(xué)改性，改性后的材料在1-2mol/L的氬氣化鈉溶液中浸泡1-2小時，水洗后在30-50。C下真空干燥10-30min，得到含有季胺堿基團的改性多孔材料。全文摘要本發(fā)明涉及一種選擇性降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量的濾嘴添加材料及其制備方法，其特征在于濾嘴添加材料是通過對多孔材料進行化學(xué)修飾，引入不同的堿性基團，得到的一種能夠有效吸附酸性氣體的新材料。其制備方法包括將選取的多孔載體材料，分別與氯化三甲胺基乙酰肼或(2-溴乙基)三甲基溴化銨進行表面化學(xué)改性，再經(jīng)氫氧化鈉溶液浸泡、水洗、干燥，得到含有季胺堿基團的改性多孔材料。將該材料添加于卷煙濾棒，能夠降低卷煙主流煙氣中氫氰酸含量30％以上，同時對卷煙的吸食品質(zhì)不產(chǎn)生負面影響，從而達到選擇性降害的目的。文檔編號A24D3/06GK101669678SQ200910172250公開日2010年3月17日申請日期2009年9月24日優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日發(fā)明者劉惠民,孫學(xué)輝,斌彭,聰聶,謝劍平,樂趙申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院