CN101949106B - 一种降低卷烟烟气中氢氰酸含量的纤维素纸、制备方法及其应用 - Google Patents
一种降低卷烟烟气中氢氰酸含量的纤维素纸、制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种降低卷烟烟气中氢氰酸含量的纤维素纸，将负载有离子液体的纤维素纸成形纸应用到醋酸纤维滤嘴中，能显著选择性降低卷烟烟气中氢氰酸含量，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响卷烟口感。本发明具有制备技术简单，添加方便且适合于工业化生产的要求。
Description
技术领域
本发明属于卷烟制备技术领域，具体涉及一种降低卷烟烟气中氢氰酸含量的纤维素纸、制备方法及其应用。
背景技术
氰化氢为无色或淡蓝色液体或气体，味微苦，具有杏仁样气味，易溶于水、乙醇，微溶于乙醚，其水溶液呈弱酸性，是一种高挥发性的A类剧毒物，卷烟中的氢氰酸主要由氨基酸及相关化合物在700-1000℃裂解产生，含量约为30-200μg/支，HCN经过吸入，可于体内的高铁型细胞色素氧化酶结合变成氰化高铁形细胞色素氧化酶，失去传递痒的作用，引起组织缺氧而中毒，对人体危害极大。因此，采用有效的减害手段，大幅提高卷烟的吸食安全性，是关系到烟草行业的前途和发展的重要课题，具有十分重要的意义。
目前，国内外降低卷烟中有害成分的研究方法主要包括：稀释法、吸附过滤法、直接氧化法和催化氧化法。滤嘴通风稀释法是目前国外广泛采用的一种降焦减害技术，但它对卷烟香气量影响较大，在国内接受程度较低，在中式卷烟的发展和应用中存在一定的困难。吸附过滤法在国内外研究比较广泛，常用的吸附剂主要有活性炭、通过离子交换法在活性炭上负载金属铜、钴，铬和银等金属离子(WO99/11358(1999))，研发出了一种该性活性炭吸附剂，可以有效吸附HCN等有害物质，然而活性炭中的“碳味”给抽烟者带来了不愉快的感觉。专利CN141695A和CN1462652A等阐述了催化氧化法在降低卷烟中氢氰酸中的作用，表现出较高的催化活性。但是生产成本较高，而且在生产过程中，会有在单支卷烟中的分布不均匀现象，难于控制。
以上技术通过固体物质的阻挡和吸附能够同时降低焦油和其它有害物质，但应用在中低焦油卷烟上其效果并非如报道那么明显，焦油的降低幅度要高于有害物质降低幅度，且不能达到高选择性降低卷烟烟气有害成分的要求。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种降低卷烟烟气中氢氰酸含量的纤维素纸，该纤维素纸能高选择性降低卷烟烟气中氢氰酸含量，在减少对吸烟者造成危害的同时不影响卷烟口感。
本发明的纤维素纸负载有离子液体，其中：
所述离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成，有机阳离子为烷基取代的咪唑离子；无机阴离子为Cl-、Br-、SO4 2-、PO4 3-、OH-、NO3 -、甘氨酸根中的一种。
所述烷基取代基为1、2、3、4、5、6碳烷基中的一种。
离子液体占纤维素纸质量的0.2％～5％。
本发明的另一目的旨在提供降低卷烟烟气中氢氰酸的纤维素纸的制备方法。
所述的负载有离子液体的纤维素纸，其离子液体的负载方法有以下一种：将所制备的离子液体溶解在水或者是乙醇中，然后将溶液涂敷于载体表面，在线干燥。
配成的离子液体溶液的质量百分比浓度为5％到20％。干燥温度优选为70℃-105℃。
本发明还可将离子液体的阳离子进行修饰，加入偶联基团，通过偶联基团与纤维素纸表面基团反应而将离子液体固定于载体纤维素纸表面。
所述的偶联基团优选为1-乙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑的碘盐或三甲氧基硅烷。本发明的偶联基团与载体表面基团反应具有反应迅速，时间短的特点。
本发明的还一目的旨在提供所述纤维素纸的应用方式。
所述应用方式为：将纤维素纸做为降低卷烟烟气中氢氰酸含量的卷烟嘴棒的成形纸。该纤维素纸能高选择性降低卷烟烟气中氢氰酸含量，在减少对吸烟者造成危害的同时不影响卷烟口感。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1)本发明巧妙地将离子液体固载到纤维素纸上，使烟气中的氢氰酸与离子液体阴离子或者阳离子反应，能够实现单一组分-氢氰酸的选择性降低，而对焦油、CO、亚硝胺类等物质含量基本上没影响，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响卷烟口感。
2)与传统的固体吸附材料相比，本发明拓宽了吸附材料范围。
3)本发明所需的载体即为纤维素纸，不需要其他加工，可直接用做卷烟中的成形纸。
4)本发明的添加物制备技术简单，添加方便且适合于工业化生产的要求。
具体实施方式
以下实施例旨在更具体地描述本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
将N-甲基咪唑、氯代正丁烷及甲苯依次加入三口瓶中，加热搅拌进行反应。反应结束后，洗涤、重结晶，所得产物在真空干燥箱中干燥。得到氯代1-丁基-3-甲基咪唑(BMIC)。以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、23.7％。样品烟经评吸，基本上不改变抽吸口感。
实施例2：
在氮气保护下，将1-甲基咪唑和γ-氯丙基三甲氧基硅烷于65℃下回流72h，得到离子液体，以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、37.4％。
实施例3：
在氮气保护下，将1-甲基咪唑和γ-氯丙基三甲氧基硅烷于65℃下回流72h，得到离子液体，以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按3％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为1.4％、32.4％。
实施例4：
在氮气保护下，将1-甲基咪唑和γ-氯丙基三甲氧基硅烷于65℃下回流72h，得到离子液体，以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按0.2％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、12.4％。
实施例5：
在氮气保护下，将1-乙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑的盐酸溶解于乙醇中，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、43.1％。
实施例6：
将制备的1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐以乙醇为溶剂，配成质量分数为20％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该复合棒对焦油、苯并[a]芘去除率分别为8.5％、21.7％。
实施例7：
将制备的1-丁基-3-甲基咪唑磷酸盐以水为溶剂，配成质量分数为20％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、苯并[a]芘去除率分别为4.1％、0、17.9％。
实施例8：
在氮气保护下，将1-甲基咪唑和γ-氯丁基三甲氧基硅烷于65℃下回流72h，得到离子液体，以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、35.9％。
实施例9：
在氮气保护下，将1-甲基咪唑和γ-氯丁基三乙氧基硅烷于65℃下回流72h，得到离子液体，以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、38.2％。
实施例10：
在氮气保护下，将1-甲基咪唑和γ-氯·γ-氨丙基三乙氧基硅烷于65℃下回流72h，得到离子液体，以乙醇为溶剂，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、48.2％。
实施例11：
1-丁基-3-甲基咪唑-甘氨酸盐溶解于乙醇中，配成质量分数为12％的溶液，利用现有的涂布工艺，按5％的负载量，涂布到纤维素纸上，在85℃在线干燥，将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成嘴棒，卷接成卷烟，该嘴棒对焦油、氢氰酸去除率分别为0、43.1％。
Claims (2)
1.一种纤维素纸的应用，其特征在于：纤维素纸上负载有离子液体，其中离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成：有机阳离子为烷基取代的咪唑离子；无机阴离子为Cl-、Br-、SO4 2-、PO4 3-、OH-、NO3 -、甘氨酸根的一种或者几种；将所述的纤维素纸作为降低卷烟烟气中氢氰酸含量的卷烟嘴棒的成形纸。
2.根据权利要求1所述的纤维素纸的应用，其特征在于，所述烷基取代基为1、2、3、4、5、6碳烷基中的一种。
3、根据权利要求1所述的纤维素纸的应用，其特征在于，加入偶联基团对离子液体的阳离子进行修饰。
4、根据权利要求3所述的纤维素纸的应用，其特征在于，所述的偶联基团为1-乙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑的碘盐或三甲氧基硅烷。
5、根据权利要求1-4任一项所述的纤维素纸的应用，其特征在于：将所述的纤维素纸作为降低卷烟烟气中氢氰酸含量的卷烟嘴棒的成形纸。
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