CN104226257B - 降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂及其应用。先用十六烷基三甲基溴化铵作为模板，用正硅酸乙酯作为硅源制备出MCM-41。然后将乙二胺和3-(2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷加入有适量MCM-41的三口烧瓶中，在120℃下反应合成，经过抽滤洗涤干燥煅烧之后制备得到最终产品。该吸附剂具有较大的比表面积，对巴豆醛具有较强的选择吸附性能。将其应用于卷烟滤棒中，能有效降低卷烟烟气中的巴豆醛释放量。本发明方法简单易行，原料来源广泛，易于实现工业化应用。

Description

降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂及其应用

技术领域

本发明属于卷烟材料制备技术领域，具体涉及一种可降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂。同时，本发明还涉及所述吸附剂在卷烟生产中的具体应用。

背景技术

卷烟燃烧时产生的多种有害物质至少有20种醛和6种酮，其中巴豆醛是卷烟主流烟气中的主要有害气体之一，属于中等毒类物质，会对眼结膜和上呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，长期接触会引发慢性鼻炎，甚至神经系统机能障碍，不利于人体健康。

如何选择性降低卷烟烟气中的巴豆醛释放量，减少吸烟对健康的危害，现有技术有很多研究。一方面是卷烟加工工艺方面的研究，例如中国专利(申请号201210039344.4)通过改变纸箱包装堆积厚度、传送速度及电子加热器条件来实现降低巴豆醛释放量。又如专利(申请号201010288171.0)中通过改变微波松散工序、回潮工序及烘丝工序等降低巴豆醛的释放量。另一方面是制备卷烟添加剂，将其添加到滤棒或卷烟纸中来降低巴豆醛释放量。例如专利(申请号201210471955.6)用正丁醛，甲基丙烯酸，丙烯酰胺等合成的聚合物添加到三元复合嘴棒中。再如专利(申请号200710055008.8)用γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理多孔结构的载体，添加到滤嘴中能有效降低卷烟烟气中的醛酮类化合物。还有专利(申请号200710055007)用3-胺基丙基三乙氧基硅烷和硬脂酸等制备出的烟草添加剂添加到滤棒中能有效降低卷烟烟气中的挥发性羰基类化合物。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能显著降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂。

本发明的目的还在于提供所述吸附剂在卷烟生产中的具体应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

一种降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂，由以下方法制备得到：

(1)称取1摩尔氢氧化钠溶于5～20摩尔蒸馏水中；

(2)在氢氧化钠水溶液中加入0.15～0.30摩尔十六烷基三甲基溴化铵，使其完全溶解；

(3)分液漏斗滴加6～15摩尔正硅酸乙酯，搅拌溶解，分液漏斗滴加50～120摩尔水，搅拌；

(4)晶化，溶液抽滤，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤抽滤得到的固体；

(5)干燥，焙烧后制得有序的介孔二氧化硅材料MCM-41；

(6)取1摩尔MCM-41材料、15～20摩尔乙二胺和4～7摩尔3-(2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷加入双颈烧瓶中，120℃下冷凝回流8～12个小时；

(7)回流完成后，溶液抽滤，并先后用异丙醇和无水乙醇洗涤抽滤所得的固体，之后将固体置于90℃下干燥6～12个小时，即得所需的吸附剂。

其中，所述的晶化具体为：将步骤(3)所得溶液倒入晶化瓶中封装，在90℃的烘箱中静置3～9天。

在步骤(5)中，将步骤(4)得到的固体放入90℃～100℃的烘箱中干燥12～24小时，干燥完成后放入550℃～700℃马弗炉中焙烧24小时，冷却后取出即得有序的介孔二氧化硅材料MCM-41。

所述的降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂在卷烟生产中的应用，具体为：将所述的吸附剂添加到卷烟滤嘴中，添加量为每只滤嘴10～50毫克。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于胺基功能基团能与巴豆醛羰基反应，应用于卷烟滤嘴后能选择性降低巴豆醛释放量，从而达到降低卷烟危害性的目的。本发明从烟草添加剂以及卷烟新材料角度探索并拓宽了卷烟减害降焦新途径，具有重要的理论意义和实际应用价值。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，但实施例并不是对本发明技术方案的限定。

实施例1

称取1.0摩尔氢氧化钠加入盛有5.0摩尔蒸馏水的烧杯中，加入0.15摩尔十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)使其完全溶解(可40℃水浴加热促进其溶解)。用分液漏斗滴加6.0摩尔正硅酸乙酯(TEOS)，滴加完后搅拌30分钟。用分液漏斗往烧杯中滴加50.0摩尔水，搅拌2h后放入聚四氟乙烯瓶中，在90℃下晶化7天，冷却至室温后抽滤，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤5次。再将抽滤得到的固体物质在90℃烘箱内干燥过夜，550℃焙烧24小时即制得MCM-41材料2.5摩尔。然后将30.0摩尔乙二胺和8.0摩尔3-(2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷加入到盛有由上述方法制备的2.0摩尔MCM-41材料的三口圆底烧瓶中，在120℃下冷凝回流反应8h，经过抽滤后用异丙醇洗涤3次和无水乙醇洗涤5次后干燥得本发明的烟用吸附剂。

实施例2

称取2.0摩尔氢氧化钠加入盛有40.0摩尔蒸馏水的烧杯中，加入0.6摩尔十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)使其完全溶解(可40℃水浴加热促进其溶解)。用分液漏斗滴加30.0摩尔正硅酸乙酯(TEOS)，滴加完后搅拌60分钟。用分液漏斗往烧杯中滴加240.0摩尔水，搅拌5h后放入聚四氟乙烯瓶中，在80℃下晶化10天，冷却至室温后抽滤，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次。再将抽滤得到的固体物质在100℃烘箱内干燥过夜，700℃焙烧24小时即制得MCM-41材料。然后将60.0摩尔乙二胺和21.0摩尔3-(2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷加入到盛有由上述方法制备的3.0摩尔MCM-41材料的三口圆底烧瓶中，在130℃下冷凝回流反应10h，经过抽滤后用异丙醇洗涤3次和无水乙醇洗涤5次后干燥得本发明的烟用吸附剂。

应用实施例1

将上述方法制备的烟用吸附剂用作复合滤嘴添加剂颗粒使用，以10mg/cig添加到卷烟滤棒中，测定卷烟主流烟气中的巴豆醛释放量，评价该滤嘴吸附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作为对照样品，结果如下表所示(单位μg/cig)：

上述结果表明：本发明的烟用吸附剂可以用于复合滤嘴卷烟的生产，可以将卷烟主流烟气中的巴豆醛释放量降低18.8％。

应用实施例2

将上述方法制备的烟用吸附剂用作复合滤嘴添加剂颗粒使用，以50mg/cig添加到卷烟滤棒中，测定卷烟主流烟气中的巴豆醛释放量，评价滤嘴吸附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作为对照样品，结果如下表所示(单位μg/cig)：

上述结果表明：本发明的烟用吸附剂可以用于复合滤嘴卷烟的生产，可以将卷烟主流烟气中的巴豆醛释放量选择性降低32.5％。

本发明的吸附剂产品稳定性好，工艺简单，具有选择性减害降焦过滤效果的作用。

Claims (3)

1.降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂，由以下方法制备得到：

(1)称取1摩尔氢氧化钠溶于5～20摩尔蒸馏水中；

(2)在氢氧化钠水溶液中加入0.15～0.30摩尔十六烷基三甲基溴化铵，使其完全溶解；

(3)分液漏斗滴加6～15摩尔正硅酸乙酯，搅拌溶解；分液漏斗再滴加50～120摩尔水，搅拌；

(4)晶化，溶液抽滤，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤抽滤得到的固体；

(5)将步骤(4)得到的固体放入90℃～100℃的烘箱中干燥12～24小时，干燥完成后放入550℃～700℃马弗炉中焙烧24小时，冷却后取出即得有序的介孔二氧化硅材料MCM-41；

(6)取1摩尔MCM-41材料、15～20摩尔乙二胺和4～7摩尔3-(2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷加入双颈烧瓶中，120℃下冷凝回流8～12个小时；

(7)回流完成后，溶液抽滤，并先后用异丙醇和无水乙醇洗涤抽滤所得的固体，之后将固体置于90℃下干燥6～12个小时，即得所需的吸附剂。

2.根据权利要求1所述的降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂，其特征在于，所述的晶化操作具体为：将步骤(3)所得溶液倒入晶化瓶中封装，在90℃的烘箱中静置3～9天。

3.权利要求1所述的降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的吸附剂在卷烟生产中的应用，具体为：将所述的吸附剂添加到卷烟滤嘴中，添加量为每只滤嘴10～50毫克。