CN101116540A - 用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂及其制备方法和应用，其特征是：由具有多孔结构的载体材料经γ－乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理制备而成，添加剂材料表面富含胺基基团。其制备方法包括载体活化、回流、抽滤、干燥等工艺过程。将本发明的烟草添加剂加入到滤嘴中，由于胺基功能基能够与羰基反应，因此能够选择性降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物含量，即醛酮类化合物含量，从而达到降低卷烟危害性的目的。

Description

用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及烟草添加剂研究领域。具体说是涉及一种用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂及其制备方法和应用，利用本发明的添加剂添加于卷烟滤嘴中，能够降低卷烟主流烟气中醛酮类化合物含量。
背景技术
低分子醛酮类化合物是大气中的主要污染物之一，它在大气化学中扮演着重要的角色，这类污染物不仅是一级污染物，更重要的是二级污染物，是光化学烟雾的主要成份。现已证明大气中醛酮类污染物对人的眼睛、皮肤和呼吸道有着强烈的刺激作用，甲醛、丙烯醛对动物具有致癌作用。美国新的清洁空气法将九种醛和酮列为重点控制污染物，日本和欧洲许多国家也将一些醛和酮列入重点污染物名单中，我国环境质量标准及排放标准中也包括醛和酮类化合物。由此看出，此类化合物对人体健康的影响一直受到广泛关注。
卷烟烟气中含有醛酮类化合物。一般卷烟烟气中醛酮类物质大部分具有香气特征，是烟气中重要的致香物质之一，而低分子醛酮类物质则是有害物质，特别是包括甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛等在内的八种低分子醛酮。
中国专利CN1449694公开了《一种修饰硅胶及其制备方法和应用》，它是将硅胶与3-氨丙基三乙氧基硅烷及月桂酸在甲苯溶液或是乙醇溶液中反应所得产物作为香烟中的复合滤嘴添加剂，可以降低主流烟气中的焦油、苯并[a]芘含量。中国专利CN1450070《一种修饰硅胶及其制备方法和应用》则是将硅胶与3-氨丙基三乙氧基硅烷在丙酮溶液中反应所得产物作为卷烟中的复合滤嘴添加剂，可有效地降低烟碱含量，可以降低主流烟气中的焦油、苯并[a]芘含量。这两项专利均是通过降低卷烟烟气中的焦油量、苯并[a]芘含量以及烟碱量来达到降低卷烟危害的。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题而专门研制的一种用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂及其制备方法和应用，该烟草添加剂由于胺基功能基能够与羰基反应，因此用于卷烟滤嘴中能够选择性降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物即低分子醛酮类含量，达到降低卷烟危害性的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂由具有多孔结构的载体材料经γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理制备而成，添加剂材料表面富含胺基基团。
所述载体材料为硅基介空分子筛、活性炭、二氧化硅、氧化铝、树脂、硅藻土、沸石或护、凹凸棒土中的任意一种。载体材料的粒径范围为20～200目。
本发明的烟草添加剂的具体加工步骤如下：
(1)载体活化将载体材料在50～300℃下真空处理1～10h；
(2)回流活化后的载体材料和γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷在甲苯中50～150℃下回流6～24h；
(3)抽滤 趁热抽滤；
(4)干燥滤饼 烘箱中80～150℃干燥滤饼；
(5)真空干燥 将干燥后的滤饼在150～300℃下真空干燥6～24h。
本发明的烟草添加剂应用是：可以作为复合滤嘴添加剂颗粒料添加到卷烟滤嘴中，每支卷烟滤嘴中该烟草添加剂的用量范围为10～50毫克。
本发明与CN1449694和CN1450070的主要区别在于：(1)所使用的载体材料和硅烷化试剂不同——CN1449694和CN1450070仅使用硅胶和3-氨丙基三乙氧基硅烷，而本发明使用的载体材料是硅基介空分子筛、活性炭、二氧化硅、氧化铝、树脂、硅藻土、沸石和凹凸棒土，以γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷作为硅烷化试剂；(2)功能性不同——本发明所述的产物用于卷烟滤嘴中降低卷烟主流烟气中醛酮类化合物含量，而CN1449694和CN1450070使用修饰过的硅胶用于卷烟滤嘴中降低主流烟气中的焦油、苯并[a]芘含量；(3)虽然同样都是硅烷化修饰的过程，本发明所述的制备过程与CN1449694和CN1450070所述的制备过程相比较，在反应条件控制上差别较大。
本发明的烟草添加剂相比现有技术，其最大特点是由于胺基功能基能够与羰基反应，因此能够降低卷烟主流烟气中醛酮类化合物含量，进而达到降低卷烟危害性的目的。
附图说明
附图为本发明的添加剂制备工艺流程图。
具体实施方式
本发明以下结合实施例做进一步描述，但并不是限制本发明。
实施例1
3g氧化铝在50℃下真空处理6h后和1g γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷在100ml甲苯中70℃下回流10h，立刻抽滤后150℃干燥滤饼，将干燥后的滤饼在250℃下真空干燥24h即得到本发明所述的烟草添加剂。
将产物作为复合滤嘴添加剂颗粒使用，使用量为35mg/cig，测定卷烟主流烟气中的醛酮类化合物含量，评价产物作为滤嘴添加剂对卷烟主流烟气的影响。以未使用任何滤嘴添加剂的卷烟为对照样品。结果如下表(单位：μg/cig)：
  甲醛   乙醛   丙酮   丙烯醛   丙醛   巴豆醛   2-丁酮   丁醛   总量
 对照试验1   54.5532.68   622.70475.22   216.89246.47   54.7351.25   52.7648.51   14.4014.56   33.1732.45   36.1134.54   1085.30935.68
上述结果表明，本发明产物可以用于复合滤嘴卷烟的生产，可以将卷烟主流烟气中的挥发性羰基化合物含量降低14％。
实施例2
3g二氧化硅在50℃下真空处理6h后和2g γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷在100ml甲苯中70℃下回流10h，立刻抽滤后在烘箱中150℃干燥滤饼，将干燥后的滤饼在250℃下真空干燥24h即得到本发明所述的烟草添加剂。
将产物作为复合滤嘴添加剂颗粒使用，使用量为35mg/cig，测定卷烟主流烟气中的醛酮类化合物含量，评价产物作为滤嘴添加剂对卷烟主流烟气的影响。以未使用任何滤嘴添加剂的卷烟为对照样品。结果如下表(单位：μg/cig)：
  甲醛   乙醛   丙酮   丙烯醛   丙醛   巴豆醛   2-丁酮   丁醛   总量
 对照试验1   54.5532.89   622.70422.62   216.89222.65   54.7348.54   52.7637.21   14.4012.99   33.1726.55   36.1134.57   1085.30852.02
上述结果表明，本发明产物可以用于复合滤嘴卷烟的生产，可以将卷烟主流烟气中的挥发性羰基化合物含量降低21％。
本发明的载体材料还可选择硅基介空分子筛、活性炭、树脂、硅藻土、沸石或凹凸棒土等，经γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理制备成添加剂，应用于烟嘴滤棒中，均可达到降低卷烟主流烟气中的挥发性羰基化合物含量。

Claims (6)

1.一种用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂，其特征在于：由具有多孔结构的载体材料经γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理制备而成，添加剂材料表面富含胺基基团。
2.根据权利要求1所述的用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂，其特征在于：载体材料为硅基介空分子筛、活性炭、二氧化硅、氧化铝、树脂、硅藻土、沸石或护、凹凸棒土中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂，其特征在于：载体材料的粒径范围为20～200目。
4.一种按照权利要求1所述的烟草添加剂的制备方法，其特征在于：具体加工步骤如下：
(1)载体活化将载体材料在50～300℃下真空处理1～10h；
(2)回流活化后的载体材料和γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷在甲苯中50～150℃下回流6～24h；
(3)抽滤趁热抽滤；
(4)干燥滤饼烘箱中80～150℃干燥滤饼；
(5)真空干燥将干燥后的滤饼在150～300℃下真空干燥6～24h。
5.根据权利要求1所述的用于降低卷烟烟气中醛酮类化合物含量的烟草添加剂的应用，其特征在于：该烟草添加剂作为复合滤嘴添加剂颗粒料添加到卷烟滤嘴中。
6.根据权利要求5所述的烟草添加剂的应用，其特征在于：该烟草添加剂在每支卷烟滤嘴中的用量范围为10～50毫克。
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