一種氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物及其制備方法和應用，制備方法是將鱗片石墨采用改進Hummers法氧化后，和脂肪烴二胺進行酰胺化反應，再接枝Schiff堿，即得；該制備方法過程簡單，易操作，可工業(yè)化生產(chǎn)；制得的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物對煙氣中的重金屬具有吸附容量大，吸附能力強的特點，添加少量在卷煙濾棒中就可達到有效選擇性降低卷煙主流煙氣中重金屬釋放量的效果。
【專利說明】一種氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化石墨表面接枝SchifT堿高分子化合物及其制備方法和應用，屬于新型卷煙降焦和降重金屬吸附材料領域。
【背景技術】
[0002]卷煙煙氣中的重金屬主要來源于煙草本身，而煙草中的重金屬元素主要來源于煙草種植環(huán)境中含有重金屬污染的土壤、水和空氣等。煙草中的鉛、砷、鎘、鉻、汞等重金屬元素能以氣溶膠或金屬氧化物的形式通過煙氣進入人體，在形成累積后，可能給人體造成傷害。研究發(fā)現(xiàn)一支卷煙的煙氣中，最容易被吸收的重金屬是鎘。對于煙草中重金屬含量的控制，目前主要采用兩種思路，一方面是對煙葉產(chǎn)地環(huán)境重金屬的有效控制，研究的重點集中在煙葉品種篩選和生物技術方面。產(chǎn)煙區(qū)土壤中重金屬的含量及存在形態(tài)直接影響著煙葉對重金屬的吸收率，一般土壤中可溶性重金屬的含量越高，煙葉對重金屬的吸收率也越高，其吸收率受到土壤pH、粘粒、有機質(zhì)和陽離子代換量等因素的影響。另一方面是在卷煙生產(chǎn)過程中采用一些技術來降低主流煙氣中重金屬含量，研究的重點集中在濾嘴吸附截留技術。一般認為濾嘴可吸附煙氣中的重金屬顆粒物，減少其對人體的危害。現(xiàn)在已研制出活性炭濾嘴及其它一些效果較好的新型復合濾嘴，對有毒有害的微量元素(鎘、鎳、砷)及有機化合物等具有吸附作用，有研究結(jié)果表明活性炭濾嘴對CcUNi和As的吸附能力分別為醋酸纖維濾嘴的4.25、3.58和1.61倍，吸附效果明顯增強。醋酸纖維與黃苓制備的復合濾嘴，能有效減少香煙主流煙氣中鎘和鉛的誘變物，對于減少吸煙者吸入重金屬鉛、鎘的累積接觸劑量與在肺內(nèi)沉積具有積極意義。此外，含殼聚糖的活性炭復合濾嘴對煙氣中的重金屬和其他有害物質(zhì)有著更強的選擇吸收能力。周國俊等的研究結(jié)果表明，將葉綠素銅和葉綠酸鈉中的一種或者兩種加入到醋酸甘油三酯，噴灑到絲束中，或者制備成40-80目顆粒添加到嘴棒中，能夠有效截留重金屬。王瑩等的研究表明，碳納米管對CcUPb等重金屬有比較強的選擇性吸附作用。但是現(xiàn)有技術中的這些重金屬吸附劑的添加量大，且吸附效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的重金屬吸附劑的存在添加量大，且吸附效果不明顯的缺陷，目的是在于提供一種對卷煙煙氣中重金屬具有吸附容量大、吸附作用強的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物。
[0004]本發(fā)明的第二個目的是在于提供一種所述的氧化石墨表面接枝SchifT堿化合物的應用，將少量氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物添加在卷煙濾棒中，就可達到有效選擇性降低卷煙煙氣中的重金屬釋放量的作用。
[0005]本發(fā)明的第三個目的是在于提供一種過程簡單、易操作制備所述的氧化石墨表面接枝SchifT堿化合物的方法，該方法有利于工業(yè)化生產(chǎn)。[0006]本發(fā)明提供了一種氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物，該化合物是由氧化石墨表面接枝具有式I結(jié)構的基團構成；
[0007]
【權利要求】
1.一種氧化石墨表面接枝SchifT堿化合物，其特征在于，由氧化石墨表面接枝具有式I結(jié)構的基團構成；
2.如權利要求1所述的氧化石墨表面接枝SchifT堿化合物，其特征在于,R1和R2為相同取代基團。
3.如權利要求1所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物,其特征在于,所述的氧化石墨是由改進Hmnmers法氧化鱗片石墨制得。
4.如權利要求3所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物,其特征在于,所述的改進Hummers法氧化鱗片石墨是將鱗片石墨分散在硫酸溶液中，先用鱗片石墨質(zhì)量3~4倍的KMNO4在不大于5°C的條件下氧化I~2h后，升溫到30~40°C繼續(xù)氧化1.5~2.5h，再用雙氧水溶液在90~100°C進一步氧化，直到反應液變成金黃色。
5.—種如權利要求1~4任一項所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物的應用,其特征在于，將所述的氧化石墨表面接枝SchifT堿化合物作為吸附劑添加在卷煙濾棒中應用于選擇性降低卷煙主流煙氣中重金屬的釋放量。
6.如權利要求5所述的應用，其特征在于,所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物在卷煙濾棒中的添加量為I~IOmg/支。
7.如權利要求6所述的應用,其特征在于,所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物在卷煙濾棒中的添加量為2~6mg/支。
8.如權利要求5所述的應用,其特征在于,所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物添加在卷煙二元復合濾棒的靠近煙絲段，或者三元復合濾棒的中間段。
9.一種如權利要求1~4任一項所述的氧化石墨表面接枝Schiff堿化合物的制備方法，其特征在于，將鱗片石墨采用改進hummers法氧化成表面含羧基的氧化石墨，再將含羧基的氧化石墨和脂肪烴二胺進行酰胺化反應，得到氧化石墨表面接枝氨基化合物；所得氧化石墨表面接枝氨基化合物和具有式2結(jié)構的SchifT堿發(fā)生取代反應，即得；所述的脂肪烴二胺包括乙二胺、1，3-丙二胺或1，4- 丁二胺；
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述的Schiff堿是由乙二胺、1，2-環(huán)己二胺或鄰苯二胺先與具有式4結(jié)構的3，5- 二取代基水楊醛進行胺醛縮合反應，再與具有式3結(jié)構的5-氯甲基-3-取代基水楊醛進行胺醛縮合反應得到；
11.如權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述的R1和R2為相同取代基。
【文檔編號】C01B31/04GK103537263SQ201310444860
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】銀董紅, 黃嘉若, 文建輝, 秦亮生, 成樂為 申請人:湖南中煙工業(yè)有限責任公司