CN104495946B - 一种控制不同晶相FeOOH纳米材料的制备及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种FeOOH纳米材料的制备方法，通过配制溶液A和溶液B，将溶液A单独使用，或者和溶液B按一定比例混合使用，在一定条件下分别制备获得不同晶相FeOOH纳米材料，即a‑ FeOOH、β‑ FeOOH、δ‑FeOOH。本发明还进一步公开了添加了如上述所述的不同晶相FeOOH纳米材料中任意一种的卷烟滤棒。本发明中制备的不同晶相FeOOH纳米材料，添加到卷烟滤棒中，可有效降低卷烟主流烟气中的烟草特有亚硝胺的释放量。本发明的卷烟滤棒添加剂安全无毒，成本低，制备方法简单且产率高，适合工业化生产。

Description

一种控制不同晶相FeOOH纳米材料的制备及应用

技术领域

本发明属于卷烟材料技术领域，涉及一种控制不同晶相FeOOH纳米材料的制备及应用，具体涉及不同晶相和结构的羟基氧化铁(FeOOH)纳米材料的制备及其添加在滤棒中选择性降低卷烟烟气中特有亚硝胺(TSNAs)含量的应用。

背景技术

烟草和烟气中致病因子主要有多环芳烃、亚硝胺类等，其中烟草特有亚硝胺N-亚硝胺(TSNAs)以N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟碱(NAT)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)为主，这是一类仅存在于烟草及烟气制品中的特异性致癌物质。

近年来，为了减少卷烟烟气中亚硝胺的释放量，国内外烟草工作者做了大量的研究，试图通过吸附或催化的技术手段降低卷烟烟气中的TSNAs，但成功应用于卷烟生产中的并不多见。如希腊雅典大学的John Stavrides等利用牛血红蛋白处理活性炭制作卷烟过滤嘴可以降低卷烟烟气中的氮氧化物和TSNAs等有害成分的释放量，取得了显著的效果并应用于卷烟生产。芜湖卷烟厂将合成的介孔纳米材料应用于复合卷烟滤棒，可以有效降低卷烟烟气中烟草特有N-亚硝胺，生产了都宝(醇和)、都宝(时尚银)等卷烟。川渝中烟工业公司在卷烟滤嘴或烟丝中添加由羊齿类植物提取的多种酮、酚类及其衍生物组成的复合添加剂，卷烟主流烟气中的多种稠环芳烃、自由基和芳香胺等致癌物的含量均显著降低，烟气中的TSNAs也有一定的降低。以茶末作载体，用天然植物中提取的多种酮、酚类及其衍生物(KPs)与由新鲜动物血液中提取的血红素制备的卟啉类化合物(HPs)组成的复合生化制剂为添加剂制成的二复合滤棒，可较大幅度地降低卷烟主流烟气中PAHs、TSNAs、自由基和芳香胺等有害成分的含量，并且已经应用于卷烟生产。但是，上述方法需要添加的吸附材料使用量大，添加复杂。

目前，无机金属氧化物材料，特别是纳米尺寸的金属氧化物材料，由于其具有较大的比表面、复杂的形貌以及合成的可控性，越来越多地受到关注。其中，与同材料的大块材料比较，无机金属氧化物二维纳米材料由于自身的尺寸小，表面所占的体积百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等原因，导致表面的活性位置增加，使其具有较高的表面活性和催化性能，进而具有更强的选择吸附能力和选择性催化能力。因此，非常有必要对纳米尺寸的金属氧化物材料在卷烟减害降焦方面的应用进行深入探讨与研究。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种控制不同晶相FeOOH纳米材料的制备及应用，通过制备不同晶相和结构的羟基氧化铁(FeOOH)纳米材料，添加到卷烟滤棒中，能够有效降低卷烟主流烟气中烟草特有亚硝胺(TSNAs)的释放量，减少卷烟烟气中烟草特有亚硝胺对人体的危害。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种FeOOH纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

较佳地，所述FeOOH纳米材料包括有三种不同晶相的FeOOH纳米材料，即α-FeOOH、β-FeOOH、δ-FeOOH。

1)在水中加入含有十二烷基苯磺酸钠的无水乙醇溶液，再加入硫酸亚铁盐，充分搅拌后通氮气，配成溶液A，密封保存，备用；

较佳地，所述硫酸亚铁盐与十二烷基苯磺酸钠加入量的摩尔比为1：0.025-0.030。

优选地，所述硫酸亚铁盐与十二烷基苯磺酸钠加入量的摩尔比为1：0.02857。

较佳地，所述十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、水加入量的重量比为1：8-12：200-300。

优选地，所述十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、水加入量的重量比为1：10：250。

较佳地，所述十二烷基苯磺酸钠完全溶解于无水乙醇中。所述十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂。

较佳地，所述硫酸亚铁盐选自七水合硫酸亚铁、硫酸亚铁铵中任意一种。

优选地，所述硫酸亚铁盐为七水合硫酸亚铁。

较佳地，所述硫酸亚铁盐经充分搅拌后完全溶解于水。

较佳地，所述通氮气的条件为：通气时间：15-20min；氮气流速：100-200ml/min。所述通氮气能够赶走溶液A中的空气。

2)取尿素溶解于水中，配成溶液B，备用；

3)选自以下任一：

ⅰ、将步骤1)中的溶液A与步骤2)中的溶液B混合、搅拌，加热并保温后滴加双氧水，再加入碳酸钠溶液调节PH值为3-4后加热回流，冷却至室温、沉淀分层、离心后洗至中性，干燥，即得α-FeOOH纳米材料；

ⅱ、将步骤1)中的溶液A与步骤2)中的溶液B混合、搅拌，加热并保温后滴加双氧水，再加入碳酸钠溶液调节PH值为7-8后加热回流，冷却至室温、沉淀分层、离心后洗至中性，干燥，即得β-FeOOH纳米材料；

ⅲ、将步骤1)中的溶液A搅拌，加热后加入强碱溶液调节PH值为6-7，然后滴加双氧水，再进行加热回流，冷却至室温、沉淀分层、离心后洗至中性，干燥，即得δ-FeOOH纳米材料。

较佳地，步骤ⅰ、ⅱ中，所述溶液A与溶液B之间混合时加入量的体积比为4.8-5.2：1。优选地，步骤ⅰ、ⅱ中，所述溶液A与溶液B之间混合时加入量的体积比为5：1。较佳地，步骤ⅰ、ⅱ中，所述溶液B中尿素与溶液A中硫酸亚铁盐加入量的摩尔比为5-10：3。

优选地，步骤ⅰ中，所述溶液B中尿素与溶液A中硫酸亚铁盐加入量的摩尔比为5：3。

优选地，步骤ⅱ中，所述溶液B中尿素与溶液A中硫酸亚铁盐加入量的摩尔比为10：3。

较佳地，步骤ⅰ中所述溶液B中尿素与步骤ⅱ中所述溶液B中尿素加入量的摩尔比为1：2。

所述FeOOH纳米材料是通过调控pH值，以及初始反应物中尿素与硫酸亚铁盐的摩尔比来控制不同晶相FeOOH纳米材料的生成。所述尿素在反应中为沉淀剂。其中，当pH值在3-4并且加入一定量尿素时，所得产物为α-FeOOH；当pH值在7-8并且尿素加入摩尔量加倍时，所得产物为β-FeOOH；当pH值在6-7并且未加入尿素直接改用强碱时，所得产物为δ-FeOOH。

较佳地，步骤ⅰ、ⅱ中，所述碳酸钠溶液浓度为1-2M(mol/L)。

较佳地，步骤ⅰ、ⅱ中，所述碳酸钠溶液滴加速度为200-300滴/分。所述碳酸钠溶液加入后能够改变反应溶液中的pH值，当达到所需pH值时，停止加入碳酸钠溶液。

较佳地，步骤ⅰ、ⅱ中，所述保温时间为0.5-1.5小时。优选地，所述保温时间为1小时。所述保温可使尿素充分水解。

较佳地，步骤3)中，所述加热温度为85-95℃。优选地，所述加热温度为90℃。

优选地，步骤3)中，所述加热需要控制升温速率。更优地，所述加热升温速率为3-5℃/min。

较佳地，步骤3)中，所述双氧水浓度为30％(v/v)。

较佳地，步骤3)中，所述双氧水滴加速度为200-300滴/分。所述控制双氧水滴加速度能够不产生大量泡沫。

较佳地，步骤3)中，所述双氧水与硫酸亚铁盐加入量的摩尔比为1：1。

步骤3)中，所述加入双氧水的原理为：通过加入双氧水使反应溶液中亚铁离子完全氧化，因此，双氧水的滴加量由初始加入的二价铁的量决定，双氧水滴加完毕后，用滴管取反应体系中的溶液2-3ml静止后向上层清液中加2mol/L的NaOH溶液，如果无灰绿色沉淀出现即亚铁离子完全被氧化。

较佳地，步骤ⅲ中，所述强碱溶液选自氢氧化钠、浓氨水中的任意一种。所述强碱溶液加入后能够改变反应溶液中的pH值，当达到所需pH值时，停止加入强碱溶液。

优选地，所述强碱溶液浓度为1-2M(mol/L)。

较佳地，步骤ⅲ中，所述强碱溶液滴加速度为200-300滴/分。

较佳地，步骤3)中，所述加热回流的条件为：加热温度：85-95℃；回流时间：2-4小时。

优选地，步骤3)中，所述加热回流的条件为：加热温度：90℃；回流时间：3小时。

较佳地，步骤3)中，所述离心条件为：离心时间：8-12min；转速：3000-4000rpm/min。

优选地，步骤3)中，所述离心条件为：离心时间：10min；转速：3500rpm/min。

较佳地，步骤3)中，所述洗至中性为体系的pH值接近于7。

较佳地，步骤3)中，所述干燥条件为：反应仪器：鼓风烘箱；干燥温度：75-85℃；干燥时间：22-26小时。

优选地，步骤3)中，所述干燥条件为：反应仪器：鼓风烘箱；干燥温度：80℃；干燥时间：24小时。

较佳地，本发明中所述水为去离子水。

本发明还公开了采用上述方法所获得的不同晶相FeOOH纳米材料。

本发明还进一步公开了添加了如上述所述的不同晶相FeOOH纳米材料中任意一种的卷烟滤棒。

较佳地，所述卷烟滤棒包括位于烟丝端和嘴端的两段醋酸纤维段和位于所述两段醋酸纤维段中间的FeOOH纳米材料段。

优选地，所述FeOOH纳米材料均匀分布于所述烟丝端和嘴端的两段醋酸纤维段的截面上。保证通过烟气与材料的充分接触。

较佳地，所述每支卷烟滤棒中所含FeOOH纳米材料的用量为2-5mg。

优选地，所述每支卷烟滤棒中所含FeOOH纳米材料的用量为2mg。

本发明还提供了一种添加了不同晶相FeOOH纳米材料中任意一种的卷烟滤棒在降低卷烟主流烟气中亚硝胺中的用途。

如上所述，本发明的一种控制不同晶相FeOOH纳米材料的制备及应用，通过提供不同晶相的羟基氧化铁(FeOOH)纳米材料的制备和选择性降低卷烟烟气中特有亚硝胺的方法，利用二维氢氧化物层状结构特有的氢键，偶极力作用力等，控制生长出所需要的特殊新型层状氢氧化物微结构组装体，将制备获得的不同晶相FeOOH纳米材料作为滤棒添加剂，其应用添加方便、使用量少。

本发明通过调控反应物中尿素的比例和水解速率控制合成了不同晶相和结构的纳米羟基氧化铁，并应用于滤棒中的添加。将纳米羟基氧化铁材料添加在两段式卷烟滤棒丝束的中间截面，可有效降低卷烟主流烟气中的烟草特有亚硝胺的释放量。本发明的卷烟滤棒添加剂对主流烟气中烟草特有亚硝胺释放量的降低最高可达22～25％，且不同晶相的纳米羟基氧化铁对亚硝胺的降低率也不同，总体来说，顺序为δ-FeOOH>β-FeOOH>α-FeOOH。另外，本发明的卷烟滤棒添加剂安全无毒，成本低，制备方法简单且产率高，适合工业化生产。

附图说明

图1显示为羟基氧化铁纳米材料的X射线衍射图

图2A显示为羟基氧化铁纳米材料的透射电镜图

图2B显示为羟基氧化铁纳米材料的透射电镜图

图2C显示为羟基氧化铁纳米材料的透射电镜图

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

以下实施例使用的下述试剂和设备

1.试剂

十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、氮气、七水合硫酸亚铁、尿素、双氧水、碳酸钠、氢氧化钠、浓氨水(28％、国药集团沪试公司)；去离子水(ρ>18.2ΜΩ·cm，纯水机自制)；NNN、NAT、NAB、NNK(标准品、Sigma公司)

2.设备

D8ADVANCE型X射线衍射仪(德国Bruker公司)；JEM 2010型高分辨透射电子显微镜(日本JEOL公司)；API5500型固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪(美国应用生物系统公司)

实施例1

称取7.9696g十二烷基苯磺酸钠溶解于100ml无水乙醇中，完全溶解后加入到2000ml去离子水中；然后称取222.416g的七水合硫酸亚铁加入到上述体系中，充分搅拌使硫酸亚铁完全溶解，向混合体系中通氮气15-20分钟赶走体系中的空气，配成溶液A，密封保存，备用。再称取80g尿素溶解于去离子水中，配成溶液B，备用。

将溶液A和溶液B两种溶液混合后转移至5L三颈烧瓶中，搅拌，加热至90℃,保温1小时使尿素充分水解，向体系中滴加双氧水，控制滴加速度使其不产生大量泡沫，滴加双氧水的量约为200ml，用于检验体系中的亚铁离子是否完全氧化。最后用滴液漏斗向体系中滴加浓度为1M的碳酸钠溶液，共需滴加碳酸钠溶液580ml，调整pH值至3-4，在90℃条件下继续加热回流3小时。反应完成后冷却至室温，沉淀分层、离心洗至中性，产物在鼓风烘箱中80℃干燥24小时，最后得到的松散粉末为α-FeOOH。

实施例2

称取6.9696g十二烷基苯磺酸钠溶解于70ml无水乙醇中，完全溶解后加入到1400ml去离子水中；然后称取222.416g的七水合硫酸亚铁加入到上述体系中，充分搅拌使硫酸亚铁完全溶解，向混合体系中通氮气15-20分钟赶走体系中的空气，配成溶液A，密封保存，备用。再称取80g尿素溶解于去离子水中，配成溶液B，备用。

将溶液A和溶液B两种溶液混合后转移至5L三颈烧瓶中，搅拌，加热至85℃,保温0.5小时使尿素充分水解，向体系中滴加双氧水，控制滴加速度使其不产生大量泡沫，滴加双氧水，用于检验体系中的亚铁离子是否完全氧化。最后用滴液漏斗向体系中滴加浓度为1M的碳酸钠溶液，调整pH值至3-4，在85℃条件下继续加热回流2小时。反应完成后冷却至室温，沉淀分层、离心洗至中性，产物在鼓风烘箱中75℃干燥22小时，最后得到的松散粉末为α-FeOOH。

实施例3

称取8.3635g十二烷基苯磺酸钠溶解于127ml无水乙醇中，完全溶解后加入到2500ml去离子水中；然后称取313.712g的硫酸亚铁铵加入到上述体系中，充分搅拌使硫酸亚铁完全溶解，向混合体系中通氮气15-20分钟赶走体系中的空气，配成溶液A，密封保存，备用。再称取80g尿素溶解于去离子水中，配成溶液B，备用。

将溶液A和溶液B两种溶液混合后转移至5L三颈烧瓶中，搅拌，加热至95℃,保温1.5小时使尿素充分水解，向体系中滴加双氧水，控制滴加速度使其不产生大量泡沫，滴加双氧水，用于检验体系中的亚铁离子是否完全氧化。最后用滴液漏斗向体系中滴加浓度为1M的碳酸钠溶液，调整pH值至3-4，在95℃条件下继续加热回流4小时。反应完成后冷却至室温，沉淀分层、离心洗至中性，产物在鼓风烘箱中85℃干燥26小时，最后得到的松散粉末为α-FeOOH。

实施例4

采用X射线衍射仪测定实施例1中产物α-FeOOH的晶相，具体检测结果见图1。其中，所述X射线衍射仪的测定条件为：X射线为Cu靶；λ＝0.1542nm；管电压：40kV；管电流：40mA；扫描速度：2°/min；扫描范围：10°-70°。由图1中(a)可以看出合成粉体衍射峰形尖锐，衍射强度也较高，证明该粉体的结晶度很好。粉体的衍射峰与α-FeOOH标准谱图一致(JCPDS 81-0462)。同时，采用透射电子显微镜扫描测定α-FeOOH，具体检测结果见图2A。由图2A可见，α-FeOOH清晰的在酸性条件下由纳米棒自组装成束的形貌特征，纳米棒长度范围0.5-1μm。

取实施例1中的2mgα-FeOOH粉末添加到卷烟两段式醋酸纤维滤棒的中间部分，使材料均匀分布于两段醋酸纤维滤棒的截面上，制成卷烟复合滤棒。采用固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪测定上述滤棒中添加α-FeOOH的卷烟的主流烟气中的四种烟草特有亚硝胺的含量。同时，采用固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪测定滤棒中未添加α-FeOOH的卷烟(对照样)，进行对比，结果如表1所示。

表1α-FeOOH复合滤棒卷烟与普通滤棒卷烟主流烟气中亚硝胺类有害成分释放量

上述表1结果表明，本实施例1中制备的如图2A所示的α-FeOOH纳米棒束，可作为吸附材料降低卷烟主流烟气中的烟草特有亚硝胺，其对主流烟气中NAT、NNK、NNN、NAB的降低率分别为18.95％、22.48％、19.01％、13.64％。同时，与对照卷烟相比，卷烟的焦油含量TAR几乎没有发生变化。因此α-FeOOH纳米线束对四种特有亚硝胺表现出明显的选择性降低作用，而且对卷烟吸食品质无不良影响。

实施例5

称取7.9696g十二烷基苯磺酸钠溶解于100ml无水乙醇中，完全溶解后加入到2000ml去离子水中；然后称取222.416g的七水合硫酸亚铁加入到上述体系中，充分搅拌使硫酸亚铁完全溶解，向混合体系中通氮气15-20分钟赶走体系中的空气，配成溶液A，密封保存，备用。再称取160g尿素溶解于去离子水中，配成溶液B，备用。

将溶液A和溶液B两种溶液混合后转移至5L三颈烧瓶中，搅拌，加热至90℃,保温1小时使尿素充分水解，向体系中滴加双氧水，控制滴加速度使其不产生大量泡沫，滴加双氧水的量约为200ml，用于检验体系中的亚铁离子是否完全氧化。最后用滴液漏斗向体系中滴加浓度为1M的碳酸钠溶液，共需滴加碳酸钠溶液800ml，调整pH值至7-8，在90℃条件下继续加热回流3小时。反应完成后冷却至室温，沉淀分层、离心洗至中性，产物在鼓风烘箱中80℃干燥24小时，最后得到的松散粉末为β-FeOOH。

采用X射线衍射仪测定产物β-FeOOH的晶相，具体检测结果见图1。其中，所述X射线衍射仪的测定条件为：X射线为Cu靶；λ＝0.1542nm；管电压：40kV；管电流：40mA；扫描速度：2°/min；扫描范围：10°-70°。由图1中(b)可以看出合成粉体衍射峰形尖锐，衍射强度也较高，证明该粉体的结晶度很好。粉体的衍射峰与β-FeOOH标准谱图一致(JCPDS01-0662)。同时，采用透射电子显微镜扫描测定β-FeOOH，具体检测结果见图2B。由图2B可见，β-FeOOH清晰的在酸性条件下自组装成束的纳米棒状形貌特征，纳米棒长度为200nm-500nm。

将2mgβ-FeOOH粉末添加到卷烟两段式醋酸纤维滤棒的中间部分，使材料均匀分布于两段醋酸纤维滤棒的截面上，制成卷烟复合滤棒。采用固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪测定上述滤棒中添加β-FeOOH的卷烟的主流烟气中的四种烟草特有亚硝胺的含量。同时，采用固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪测定滤棒中未添加β-FeOOH的卷烟(对照样)，进行对比，结果如表2所示。

由表2结果表明，本实施例5中制备的如图2B所示的β-FeOOH纳米棒束，可作为吸附材料降低卷烟主流烟气中的烟草特有亚硝胺，其对主流烟气中NAT、NNK、NNN、NAB的降低率分别为15.15％、22.44％、15.21％、20.93％。同时，与对照卷烟相比，卷烟的焦油含量TAR几乎没有发生变化。因此β-FeOOH纳米线束对四种特有亚硝胺表现出明显的选择性降低作用，而且对卷烟吸食品质无不良影响。

表2β-FeOOH复合滤棒卷烟与普通滤棒卷烟主流烟气中亚硝胺类有害成分释放量

实施例6

称取7.9696g十二烷基苯磺酸钠溶解于100ml无水乙醇中，完全溶解后加入到2000ml去离子水中；然后称取222.416g的七水合硫酸亚铁加入到上述体系中，充分搅拌使硫酸亚铁完全溶解，向混合体系中通氮气15-20分钟赶走体系中的空气，配成溶液A，密封保存，备用。

将溶液A转移至5L三颈烧瓶中，搅拌，加热至90℃，用滴液漏斗向体系中滴加浓度为2M的氢氧化钠溶液，使二价铁离子充分沉淀，共需滴加氢氧化钠溶液800ml，调整pH值至6-7，然后向体系中分次滴加双氧水，控制滴加速度使其不产生大量泡沫，滴加双氧水的量约为200ml，用于检验体系中的亚铁离子是否完全氧化。最后在90℃条件下继续加热回流3小时。反应完成后冷却至室温，沉淀分层、离心洗至中性，产物在鼓风烘箱中80℃干燥24小时，最后得到的松散粉末为δ-FeOOH。

采用X射线衍射仪测定产物δ-FeOOH的晶相，具体检测结果见图1。其中，所述X射线衍射仪的测定条件为：X射线为Cu靶；λ＝0.1542nm；管电压：40kV；管电流：40mA；扫描速度：2°/min；扫描范围：10°-70°。由图1中(c)可以看出合成粉体衍射峰形尖锐，衍射强度也较高，证明该粉体的结晶度很好。粉体的衍射峰与δ-FeOOH标准谱图一致(JCPDS 77-0247)。同时，采用透射电子显微镜扫描测定δ-FeOOH，具体检测结果见图2C。由图2C可见，δ-FeOOH清晰的纳米片状形貌特征，其片层较薄为6-8nm。

将2mgδ-FeOOH粉末添加到卷烟两段式醋酸纤维滤棒的中间部分，使材料均匀分布于两段醋酸纤维滤棒中间的截面上，制成卷烟复合滤棒。采用固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪测定上述滤棒中添加δ-FeOOH的卷烟的主流烟气中的四种烟草特有亚硝胺的含量。同时，采用固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪测定滤棒中未添加δ-FeOOH的卷烟(对照样)，进行对比，结果如表3所示。

由表3结果表明，本实施例6中制备的如图2C所示的δ-FeOOH纳米片，可做为吸附材料降低卷烟主流烟气中的烟草特有亚硝胺，其对主流烟气中NAT、NNK、NNN、NAB的降低率分别为18.57％、25.03％、17.02％、18.47％。同时，与对照卷烟相比，卷烟的焦油几乎没有发生变化。因此δ-FeOOH纳米线束对四种特有亚硝胺表现出明显的选择性降低作用，而且对卷烟吸食品质无不良影响。

表3δ-FeOOH复合滤棒卷烟与普通滤棒卷烟主流烟气中亚硝胺类有害成分释放量

根据上述实施例中检测结果可知，本发明的卷烟滤棒添加剂对主流烟气中烟草特有亚硝胺释放量的降低最高可达22～25％，且不同晶相的纳米羟基氧化铁对亚硝胺的降低率也不同，总体来说，顺序为δ-FeOOH>β-FeOOH>α-FeOOH。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种FeOOH纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)在水中加入含有十二烷基苯磺酸钠的无水乙醇溶液，再加入硫酸亚铁盐，充分搅拌后通氮气，配成溶液A，密封保存，备用；

2)取尿素溶解于水中，配成溶液B，备用；

3)选自以下任一：

ⅰ、将步骤1)中的溶液A与步骤2)中的溶液B混合、搅拌，加热并保温后滴加双氧水，其中所述加热温度为85-95℃，所述加热升温速率为3-5℃/min，再加入碳酸钠溶液调节pH值为3-4后加热回流，冷却至室温、沉淀分层、离心后洗至中性，干燥，即得α-FeOOH纳米材料；

ⅱ、将步骤1)中的溶液A与步骤2)中的溶液B混合、搅拌，加热并保温后滴加双氧水，其中所述加热温度为85-95℃，所述加热升温速率为3-5℃/min，再加入碳酸钠溶液调节pH值为7-8后加热回流，冷却至室温、沉淀分层、离心后洗至中性，干燥，即得β-FeOOH纳米材料；

ⅲ、将步骤1)中的溶液A搅拌，加热后加入强碱溶液调节pH值为6-7，其中所述加热温度为85-95℃，所述加热升温速率为3-5℃/min，然后滴加双氧水，再进行加热回流，冷却至室温、沉淀分层、离心后洗至中性，干燥，即得δ-FeOOH纳米材料；

步骤1)中，所述硫酸亚铁盐与十二烷基苯磺酸钠加入量的摩尔比为1：0.025-0.030；所述十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、水加入量的重量比为1：8-12：200-300。

2.根据权利要求1所述的一种FeOOH纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤3)的ⅰ、ⅱ中，所述溶液A与溶液B之间混合时加入量的体积比为4.8-5.2：1。

3.根据权利要求1所述的一种FeOOH纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤3)的ⅰ、ⅱ中，所述溶液B中尿素与溶液A中硫酸亚铁盐加入量的摩尔比为5-10：3。

4.根据权利要求1所述的一种FeOOH纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤3)的ⅰ、ⅱ、ⅲ中，所述加热回流的条件为：加热温度：85-95℃，回流时间：2-4小时；所述干燥条件为：反应仪器：鼓风烘箱，干燥温度：75-85℃，干燥时间：22-26小时。