CN107594616A - 吸附组合物、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于吸附剂领域，涉及一种吸附组合物，包含碳基吸附剂和至少一种选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和双氨基聚乙二醇的聚合物。本发明还涉及所述吸附组合物的制备方法、含该吸附组合物的烟用辅料及其应用。本发明的吸附组合物能选择性吸附卷烟烟气中的有害成分，降低卷烟烟气中有害成分的释放量，提高卷烟抽吸的安全性。
Description
技术领域
本发明属于吸附剂领域，具体涉及一种吸附组合物，还涉及该吸附组合物的制备方法及其在烟草制品中的应用。
背景技术
随着社会对吸烟与健康问题的关注以及对卷烟降焦减害需求的日益增多，降低卷烟烟气中有害成分的释放量已成为烟草行业重点研究的方向。已知的卷烟烟气中有害成分主要包括4-(甲基亚硝氨基)-3-吡啶-1-丁酮(NNK)、苯并芘(B[a]P)、苯酚、甲醛、氢氰酸、巴豆醛等。
目前，烟草行业的减害方法主要包括：
(1)叶组配方减害，即选择有害成分前体含量较少的烟丝或调节烟丝燃烧性能以达到降低有害成分的目的；
(2)烟用辅料减害，即通过“三纸一棒”参数的调节或者通过改变辅料中的添加剂种类或含量来减少有害成分；例如，滤棒处于烟支后端，不参与卷烟的热解燃烧，只对主流烟气起截留吸附作用，通过在滤棒中添加吸附剂可选择性捕获主流烟气中的有害成分；这也是过滤嘴香烟开发至今一直研究的课题。
大多数用于滤棒添加的吸附剂仅对一种或一类有害成分有吸附效果，对卷烟减害的贡献比较有限，但一些具有多重减害功能的滤棒添加吸附剂已被报道了出来。例如，孙玉峰等(化工学报，2011，2(2):574-579)采用模板法通过同步晶化设备制备了微孔/介孔复合材料，其将卷烟主流烟气中NNK、B[a]P和苯酚的释放量分别降低了24.34％、26.25％和43.40％；Zhou等(CORESTA Congress，2006，SS11)制备了酸表面修饰的AO2纳米材料，向复合滤棒和烟丝中同时添加AO2纳米材料，卷烟主流烟气中的NNK降低了52.96％，B[a]P降低了67.0％，同时，羰基化合物和酚类化合物也分别选择性降低39.2％和34.6％，而卷烟的感官质量未见明显变化。以上报道的这些吸附材料虽然可以降低卷烟烟气中的有害成分，但材料的制备过程复杂，周期较长，不利于工业化应用。
目前尚需一种易于制备、能显著降低卷烟烟气中有害成分的吸附剂。
发明内容
本发明提供了一种吸附组合物，所述吸附组合物能选择性吸附卷烟烟气中的有害成分，降低有害成分的释放量，提高卷烟抽吸的安全性。本发明还提供了吸附组合物的制备方法。在此基础上，本发明还提供了一种烟用辅料、一种烟草制品及吸附组合物的应用。
本发明第一方面涉及一种吸附组合物，包含碳基吸附剂和至少一种选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和双氨基聚乙二醇的聚合物。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述碳基吸附剂和聚合物的重量比(质量比)为(0.4-30):1，优选为(1.5-20):1，更优选为(2-15):1，例如0.5:1、0.8:1、1:1、1.7:1、2:1、2.6:1、3:1、4:1、4.3:1、4.7:1、5:1、5.5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、18:1、20:1、24:1、26:1、28:1。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述碳基吸附剂选自活性炭、介孔炭、碳纤维、氧化石墨烯和石墨烯中的至少一种。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述碳基吸附剂为活性炭。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述活性炭的目数为20-120目，优选为30-90目，例如40目、50目、60目、80目、90目、100目、110目。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述活性炭的比表面积为500-2000m2/g，优选为700-1500m2/g，例如600m2/g、800m2/g、1000m2/g、1100m2/g、1200m2/g、1400m2/g、1600m2/g、1800m2/g、1900m2/g。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述活性炭为果壳活性炭或煤质活性炭，优选为椰壳活性炭。
本发明第一方面的一个实施方式中，包括a至c中的一项或多项：
a.聚乙烯亚胺的重均分子量为100-3000，优选为300-2000，例如200、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1300、1600、1800、2000、2300、2500、2700、2800；
b.聚赖氨酸的重均分子量为500-6000，优选为3000-5000，例如800、1000、1400、1700、2000、2300、2500、2800、3000、3200、3500、3700、3800、4000、4200、4300、4500、4700、5000、5300、5500、5800；
c.双氨基聚乙二醇的重均分子量为100-3000，优选为400-2000，例如200、300、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1500、1800、2200、2600。
本发明中，聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和双氨基聚乙二醇的重均分子量是按照常规方法测定的，测定方法可以是光散射法、超速离心沉降速度法及凝胶色谱法；例如，测定方法可以是，将聚合物试样用1mol/L NaCl溶液配制成质量浓度为100mg/L的溶液，静置24小时，用0.45μm针头过滤器过滤除尘，用激光光散射仪在25℃下以甲苯为参比溶液测定不同散射角对应的散射光强度，再由Zimm图的纵坐标交点的倒数得到聚合物的重均分子量。
本发明第一方面的一个实施方式中，吸附组合物包含活性炭和选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和双氨基聚乙二醇中的一种聚合物。
本发明第一方面的一个实施方式中，吸附组合物包含活性炭和聚乙烯亚胺；优选地，吸附组合物中，所述活性炭和聚乙烯亚胺的重量比(质量比)为(0.4-30):1，更优选为(1.5-20):1，进一步优选为(2-15):1，例如0.5:1、0.8:1、1:1、1.7:1、2:1、2.6:1、3:1、4:1、4.3:1、4.7:1、5:1、5.5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、18:1、20:1、24:1、26:1、28:1。
本发明第一方面的一个实施方式中，吸附组合物包含活性炭和聚赖氨酸；优选地，吸附组合物中，所述活性炭和聚赖氨酸的重量比(质量比)为(0.4-30):1，更优选为(1.5-20):1，进一步优选为(2-15):1，例如0.5:1、0.8:1、1:1、1.7:1、2:1、2.6:1、3:1、4:1、4.3:1、4.7:1、5:1、5.5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、18:1、20:1、24:1、26:1、28:1。
本发明第一方面的一个实施方式中，吸附组合物包含活性炭和双氨基聚乙二醇；优选地，吸附组合物中，所述活性炭和双氨基聚乙二醇的重量比(质量比)为(0.4-30):1，更优选为(1.5-20):1，进一步优选为(2-15):1，例如0.5:1、0.8:1、1:1、1.7:1、2:1、2.6:1、3:1、4:1、4.3:1、4.7:1、5:1、5.5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、18:1、20:1、24:1、26:1、28:1。
本发明第一方面的一个实施方式中，所述吸附组合物为烟用添加剂，优选为烟用吸附剂，更优选为滤嘴吸附剂。
本发明第二方面涉及本发明第一方面任一所述吸附组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚合物溶解于水中，得到溶液；
(2)将步骤(1)得到的溶液与碳基吸附剂混合，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物过滤，得到滤渣；再将滤渣干燥，即为吸附组合物。
本发明第二方面的一个实施方式中，包括如下a)至g)中的一项或者多项：
a)步骤(1)中，溶液中聚合物的质量浓度为0.1％-15％，优选为0.5％-12％，例如0.3％、0.5％、0.7％、0.8％、1.1％、1.3％、1.5％、1.7％、1.9％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、2.9％、3％、3.4％、3.7％、4％、4.3％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％；
b)步骤(1)中，溶解体系的pH值为7.5-11，优选为8-10，例如9；
c)步骤(1)中，溶解的温度为12℃-40℃，优选为15℃-35℃，例如18℃、20℃、25℃、30℃、33℃或室温；
d)步骤(2)中，混合的时间为2-48小时，优选为8-24小时，例如6小时、9小时、10小时、13小时、14小时、16小时、17小时、18小时、20小时、22小时、26小时、30小时、32小时、35小时、38小时、40小时、45小时；
e)步骤(2)中，在搅拌下混合；
f)步骤(3)中，过滤的方式为抽滤；优选地，抽滤时间为4-30分钟，例如5分钟、8分钟、10分钟、15分钟、18分钟、20分钟、22分钟、24分钟、26分钟、28分钟、30分钟；
g)步骤(3)中，干燥的温度为35℃-95℃，优选为40℃-85℃，例如50℃、60℃、70℃、75℃、85℃、90℃、93℃。
本发明中的“室温”也称为常温或者一般温度，一般定义为25℃。
本发明第三方面涉及一种烟用辅料，包含本发明第一方面任一所述的吸附组合物。
本发明第三方面的一个实施方式中，所述烟用辅料为滤棒或滤嘴。
本发明第三方面的一个实施方式中，每只滤棒中包含吸附组合物1-70mg，优选为5-50mg，更优选为40mg，例如10mg、20mg、30mg、60mg。
本发明第三方面的一个实施方式中，所述滤棒为二元复合滤棒或三元复合滤棒。
本发明第四方面涉及一种烟草制品，包含本发明第一方面任一所述的吸附组合物和/或本发明第三方面任一所述的烟用辅料。
本发明第四方面的一个实施方式中，所述烟草制品为卷烟或电子烟。
本发明第五方面涉及本发明第一方面任一所述的吸附组合物和/或本发明第三方面任一所述的烟用辅料在制备烟草制品中的用途。
本发明第五方面的一个实施方式中，所述烟草制品为卷烟或电子烟。
本发明第六方面涉及本发明第一方面任一所述的吸附组合物在减少或去除卷烟烟气或电子烟烟气中的有害成分中的用途。
本发明第六方面的一个实施方式中，所述有害成分为氢氰酸和/或苯酚。
本发明第六方面的一个实施方式中，所述卷烟烟气为卷烟主流烟气。
本发明第七方面涉及本发明第一方面任一所述的吸附组合物在减少或去除气体或烟气中的有害成分中的用途；其中，所述有害成分为氢氰酸和/或苯酚。
本发明第八方面涉及一种减少或去除卷烟烟气或电子烟烟气中有害成分的方法，包括将本发明第一方面任一所述的吸附组合物与卷烟或电子烟烟气相接触的步骤。
本发明第八方面的一个实施方式中，所述有害成分为氢氰酸和/或苯酚。
本发明第八方面的一个实施方式中，所述卷烟烟气为卷烟主流烟气。
如无特别说明，本发明所涉及的术语定义如下：
术语“碳基吸附剂”是指具有吸附性的碳材料，主要包括活性炭、碳纤维、介孔炭、石墨烯、氧化石墨烯等。
术语“活性炭”是指一种粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的炭。有很强吸附性能，主要用于吸附气体、脱色和回收溶剂等。也可作防毒面具材料。
术语“介孔炭”又称介孔碳，是指一类新型的非硅基介孔材料，2nm<孔径<50nm，具有巨大的比表面积(高达2500m2/g)和孔体积(高达2.25cm3/g)，非常有望在催化剂载体、储氢材料、电极材料等方面得到重要应用。
术语“碳纤维”又称石墨纤维(graphite fibre)。一种化学成分是碳的人造无机纤维。某些有机纤维经高温碳化后经石墨化处理而制成。耐酸、耐碱性及电绝缘性好，并耐高温。
术语“石墨烯”是指一种二维晶体，人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。
术语“氧化石墨烯”是指石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。
术语“聚乙烯亚胺”是一种水溶性高分子聚合物，为无色或淡黄色黏稠状液体，具有吸湿性，溶于水、乙醇，不溶于苯。其结构式如下：
术语“聚赖氨酸”是指ε-聚赖氨酸，一种天然生物代谢产品，为淡黄色粉末，吸湿性强，略有苦味，它具有很好的杀菌能力和热稳定性，是具有优良防腐性能的生物防腐剂。结构式为：
术语“双氨基聚乙二醇”又名双端氨基聚乙二醇，其结构式如下：
术语“果壳活性炭”是以椰壳、桃壳、核桃壳、枣壳等果壳为原料，采用系列生产工艺加工而成的一种活性炭。
术语“煤质活性炭”是以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤等为原料制成的活性炭。
术语“滤嘴”指过滤嘴。在香烟的一端用以过滤香烟燃烧时产生的有害物质。一般为棕黄色，形状类似烟嘴。
术语“滤棒”是指以过滤材料(如烟用纤维丝束及芯纸等)为原料，加工卷制而成的具有过滤性能并有一定长度的圆形棒，是滤嘴的一个组成部分。
术语“烟用辅料”是指除烟草以外的卷烟的其他主要组成部分，主要包括卷烟纸、滤棒、滤嘴、接装纸、成型纸、胶粘剂、包装材料、香精香料等。
术语“卷烟主流烟气”是指烟支在吸燃时形成的气溶胶通过烟柱从烟蒂末端吸出的烟气。
术语“烟用添加剂”是指改善烟草理化性能的助剂，包括香料香精、保润剂、助燃剂、防霉剂和吸附剂等。
术语“烟用吸附剂”指用于烟草制品中的吸附剂。
术语“滤嘴吸附剂”指用于添加在滤嘴中的吸附剂，其中“滤嘴”的定义如前述。
术语“二元复合滤棒”是指包括两段滤材且至少一段滤材的内部和表面分布有烟用吸附剂的滤棒。
术语“三元复合滤棒”是指包括两段滤材和烟用吸附剂，并且烟用吸附剂填充在两段滤材之间而形成“三明治”结构的滤棒。
本发明取得了如下的至少一项有益效果：
(1)本发明的吸附组合物能选择性吸附卷烟烟气中的氢氰酸，降低了卷烟烟气中有害成分的释放量，提高了卷烟抽吸的安全性。
(2)本发明吸附组合物的制备方法简单，容易操作。
具体实施方式
实施例和对比例中使用的材料和试剂如下：
活性炭：购买自海南星光活性炭有限公司，椰壳活性炭，比表面积为1000m2/g，60目。
聚乙烯亚胺：购买自百灵威科技有限公司，重均分子量为600。
聚赖氨酸：购买自Kang BIological Products Co.LTD，重均分子量为4000。
双氨基聚乙二醇：购买自百灵威科技有限公司，重均分子量为1000。
实施例1
向200mL锥形瓶中加入2g聚乙烯亚胺和98mL蒸馏水，再加入1.0mol/L NaOH溶液调节pH值至8-10，室温下搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，得到质量浓度为2％的聚乙烯亚胺溶液。向该溶液中加入约10g活性炭，室温下搅拌18小时，得到混合物。将混合物抽滤10分钟，得到的滤渣置于60℃烘箱中干燥18小时，制得PEI600材料，备用。
将空白卷烟的滤棒抽出，截为两段，将一段塞入卷烟中，再填入30mgPEI600材料，然后将另一段也塞入卷烟，制得卷烟样品。
分别依据标准GB/T 19609-2004《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》、YC/T255-2008《卷烟主流烟气中主要酚类化合物的测定高效液相色谱法》、YC/T253-2008《卷烟主流烟气中氰化氢的测定连续流动法》，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测。按照下式计算成分的降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表1中所示。
降低率＝100％×(卷烟样品中成分含量-对照样中成分含量)/对照样中成分含量
选择性降低率(相对于焦油的降低率)＝卷烟样品中成分的降低率-卷烟样品中焦油的降低率
表1：PEI600材料(30mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
由表1可知，PEI600材料能吸附卷烟主流烟气中的苯酚和HCN，并且，与吸附苯酚相比，PEI600材料对HCN的选择吸附性更强。
实施例2
向200mL锥形瓶中加入2g聚赖氨酸和98mL蒸馏水，再加入1.0mol/LNaOH溶液调节pH值至8-10，室温下搅拌直至聚赖氨酸完全溶解，得到质量浓度为2％的聚赖氨酸溶液。向该溶液中加入约10g活性炭，室温下搅拌16小时，得到混合物。将混合物抽滤10分钟，得到的滤渣置于60℃烘箱中干燥18小时，制得PLY-1材料，备用。
参照实施例1中方法，向空白卷烟的滤棒中添加PLY-1材料，每只滤棒中添加30mgPLY-1材料，制得卷烟样品。
依据实施例1中的标准，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表2中所示。
表2：PLY-1材料(30mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | PLY-1材料 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 13.42 |
| 降低率(％) | 1.6 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 13.44 |
| 降低率(％) | 14.2 | |
| 选择性降低率(％) | 12.6 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 84.59 |
| 降低率(％) | 37.3 | |
| 选择性降低率(％) | 35.6 |
由表2可知，PLY-1材料能吸附卷烟主流烟气中的苯酚和HCN，并且，与吸附苯酚相比，PLY-1材料对HCN的选择吸附性更强。
实施例3
向200mL锥形瓶中加入2g的双氨基聚乙二醇和98mL蒸馏水，再加入1.0mol/L NaOH溶液调节pH值至8-10，室温下搅拌直至双氨基聚乙二醇完全溶解，得到质量浓度为2％的双氨基聚乙二醇溶液。向该溶液中加入约10g活性炭，室温下搅拌18小时，得到混合物。将混合物抽滤10分钟，得到的滤渣置于60℃烘箱中干燥18小时，制得DAPEG材料，备用。
参照实施例1中方法，向空白卷烟的滤棒中添加DAPEG材料，每只滤棒中添加30mgDAPEG材料，制得卷烟样品。
依据实施例1中的标准，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表3中所示。
表3：DAPEG材料(30mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | DAPEG材料 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 13.36 |
| 降低率(％) | 2.1 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 13.60 |
| 降低率(％) | 13.2 | |
| 选择性降低率(％) | 11.1 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 94.87 |
| 降低率(％) | 29.6 | |
| 选择性降低率(％) | 27.5 |
由表3可知，DAPEG材料能吸附卷烟主流烟气中的苯酚和HCN，并且，与吸附苯酚相比，DAPEG材料对HCN的选择吸附性更强。
实施例4
向200mL锥形瓶中加入1g聚赖氨酸和99mL蒸馏水，再加入1.0mol/L NaOH溶液调节pH值至8-10，室温下搅拌直至聚赖氨酸完全溶解，得到质量浓度为1％的聚赖氨酸溶液，其余操作与实施例2相同，制得PLY-2材料。
参照实施例1中方法，向空白卷烟的滤棒中添加PLY-2材料，每只滤棒中添加30mgPLY-2材料，制得卷烟样品。
依据实施例1中的标准，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表4中所示。
表4：PLY-2材料(30mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | PLY-2材料 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 13.43 |
| 降低率(％) | 1.7 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 13.57 |
| 降低率(％) | 13.4 | |
| 选择性降低率(％) | 11.7 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 96.67 |
| 降低率(％) | 28.3 | |
| 选择性降低率(％) | 26.6 |
由表4可知，PLY-2材料能吸附卷烟主流烟气中的苯酚和HCN，并且，与吸附苯酚相比，PLY-2材料对HCN的选择吸附性更强。
实施例5
向200mL锥形瓶中加入10g聚赖氨酸和90mL蒸馏水，再加入1.0mol/L NaOH溶液调节pH值至8-10，室温下搅拌直至聚赖氨酸完全溶解，得到质量浓度为10％的聚赖氨酸溶液，其余操作与实施例2相同，制得PLY-3材料。
参照实施例1中方法，向空白卷烟的滤棒中添加PLY-3材料，每只滤棒中添加30mgPLY-3材料，制得卷烟样品。
依据实施例1中的标准，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表5中所示。
表5：PLY-3材料(30mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | PLY-3材料 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 12.22 |
| 降低率(％) | 10.5 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 12.57 |
| 降低率(％) | 19.8 | |
| 选择性降低率(％) | 9.3 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 108.81 |
| 降低率(％) | 19.3 | |
| 选择性降低率(％) | 8.8 |
由表5可知，PLY-3材料能吸附卷烟主流烟气中的苯酚和HCN，选择吸附性相当。
比较表2、4-5可知，随着吸附组合物中聚赖氨酸和活性炭的质量比例逐渐增大，吸附组合物对HCN的选择吸附性逐渐增强，但当吸附组合物中聚赖氨酸和活性炭的质量比达到1:1之后，吸附组合物对HCN的选择吸附性反而降低。同时，随着吸附组合物中聚赖氨酸和活性炭的质量比例逐渐增大，吸附组合物对苯酚的选择吸附性逐渐增强。
实施例6
参照实施例1的方法，向空白卷烟的滤棒中添加PLY-2材料(实施例4制备)，每只滤棒中添加10mgPLY-2材料，制得卷烟样品。
依据实施例1中的标准，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表6中所示。
表6：PLY-2材料(10mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | PLY-2材料 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 13.32 |
| 降低率(％) | 2.4 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 14.05 |
| 降低率(％) | 10.3 | |
| 选择性降低率(％) | 7.9 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 105.63 |
| 降低率(％) | 21.6 | |
| 选择性降低率(％) | 19.2 |
由表6可知，PLY-2材料能吸附卷烟主流烟气中的苯酚和HCN，并且，与吸附苯酚相比，PLY-2材料对HCN的选择吸附性更强。
对比例1
参照实施例1中的方法，向空白卷烟的滤棒中添加活性炭，每只滤棒中添加30mg活性炭，制得卷烟样品。
依据实施例1中的标准，对卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表7中所示。
表7：活性炭(30mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | 活性炭 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 13.08 |
| 降低率(％) | 4.2 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 13.24 |
| 降低率(％) | 15.5 | |
| 选择性降低率(％) | 11.3 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 116.63 |
| 降低率(％) | 13.5 | |
| 选择性降低率(％) | 9.3 |
对比表1-5和表7可知，与活性炭材料相比，本发明的PEI600材料、PLY-1材料、DAPEG材料、PLY-2材料和PLY-3材料对卷烟主流烟气中HCN的吸附作用更强。并且，除PLY-3材料吸附苯酚的作用强于活性炭之外，其余材料吸附苯酚的作用与活性炭相当。另外，活性炭对苯酚的选择吸附性强于对HCN的选择吸附性，而本发明PEI600材料、PLY-1材料、DAPEG材料和PLY-2材料对HCN的选择吸附性明显强于对苯酚的选择吸附性。
对比例2
参照实施例1的方法，向每只滤棒中添加聚乙烯亚胺，添加量分别为1mg、5mg、30mg；但由于聚乙烯亚胺为液态、容易流动，无法组装得到卷烟样品，无法进行检测。
对比例3
参照实施例1中的方法，向每只滤棒中添加聚赖氨酸，添加量分别为10mg、30mg，制得卷烟样品。
添加量为30mg时，由于添加的聚赖氨酸为粉末状，堵塞了滤棒，卷烟样品无法正常抽吸。
添加量为10mg时，依据实施例1中的标准，对制得的卷烟样品和空白卷烟(对照样)主流烟气中的焦油、苯酚和HCN进行捕集和检测，然后按照实施例1中公式计算降低率和选择性降低率(相对于焦油的降低率)，结果如表8中所示。
表8：聚赖氨酸(10mg/滤棒)对卷烟主流烟气中各成分的影响
| 对照样 | 聚赖氨酸 | |
| 焦油含量(mg/cig) | 13.65 | 12.53 |
| 降低率(％) | 8.2 | |
| 苯酚释放量(μg/cig) | 15.67 | 13.94 |
| 降低率(％) | 11.0 | |
| 选择性降低率(％) | 2.8 | |
| HCN释放量(μg/cig) | 134.83 | 125.43 |
| 降低率(％) | 7.0 | |
| 选择性降低率(％) | -1.2 |
对比表6和表8可知，本发明PLY-2材料对HCN的吸附作用明显强于聚赖氨酸材料，同时，本发明PLY-2材料对苯酚的吸附作用与聚赖氨酸材料相当。另外，聚赖氨酸材料对苯酚的选择吸附性强于对HCN的选择吸附性，而本发明PLY-2材料对HCN的选择吸附性强于对苯酚的选择吸附性。
对比例4
参照实施例1中的方法，向每只滤棒中添加双氨基聚乙二醇，添加量分别为1mg、5mg、30mg；但由于双氨基聚乙二醇具有强吸湿性，易吸水，组装的卷烟无法进行正常的抽吸试验，无法检测。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (17)
1.一种吸附组合物，包含碳基吸附剂和至少一种选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和双氨基聚乙二醇的聚合物。
2.根据权利要求1所述的吸附组合物，其中，所述碳基吸附剂和聚合物的重量比为(0.4-30):1，优选为(1.5-20):1，更优选为(2-15):1。
3.根据权利要求1或2所述的吸附组合物，其中，所述碳基吸附剂选自活性炭、介孔炭、碳纤维、氧化石墨烯和石墨烯中的至少一种；
优选地，所述碳基吸附剂为活性炭；
更优选地，所述活性炭的目数为20-120目，进一步优选为30-90目；
更优选地，所述活性炭的比表面积为500-2000m2/g，进一步优选为700-1500m2/g。
4.根据权利要求1至3中任一所述的吸附组合物，其特征在于如下a至c中的一项或多项：
a.所述聚乙烯亚胺的重均分子量为100-3000，优选为300-2000；
b.所述聚赖氨酸的重均分子量为500-6000，优选为3000-5000；
c.所述双氨基聚乙二醇的重均分子量为100-3000，优选为400-2000。
5.根据权利要求1至4中任一所述的吸附组合物，其包含活性炭和选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和双氨基聚乙二醇中的一种聚合物。
6.根据权利要求5所述的吸附组合物，其包含活性炭和聚乙烯亚胺；优选地，所述活性炭和聚乙烯亚胺的重量比为(0.4-30):1，更优选为(1.5-20):1，进一步优选为(2-15):1。
7.根据权利要求5所述的吸附组合物，其包含活性炭和聚赖氨酸；优选地，所述活性炭和聚赖氨酸的重量比为(0.4-30):1，更优选为(1.5-20):1，进一步优选为(2-15):1。
8.根据权利要求5所述的吸附组合物，其包含活性炭和双氨基聚乙二醇；优选地，所述活性炭和双氨基聚乙二醇的重量比为(0.4-30):1，更优选为(1.5-20):1，进一步优选为(2-15):1。
9.根据权利要求1至8中任一所述的吸附组合物，其为烟用添加剂，优选为烟用吸附剂，更优选为滤嘴吸附剂。
10.权利要求1至9中任一所述吸附组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚合物溶解于水中，得到溶液；
(2)将步骤(1)得到的溶液与碳基吸附剂混合，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物过滤，得到滤渣；再将滤渣干燥，即为吸附组合物。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于如下a)至g)中的一项或者多项：
a)步骤(1)中，溶液中聚合物的质量浓度为0.1％-15％，优选为0.5％-12％；
b)步骤(1)中，溶解体系的pH值为7.5-11，优选为8-10；
c)步骤(1)中，溶解的温度为12℃-40℃，优选为15℃-35℃；
d)步骤(2)中，混合的时间为2-48小时，优选为8-24小时；
e)步骤(2)中，在搅拌下混合；
f)步骤(3)中，过滤的方式为抽滤；优选地，抽滤时间为4-30分钟；
g)步骤(3)中，干燥的温度为30℃-95℃，优选为40℃-85℃。
12.一种烟用辅料，包含权利要求1至9中任一所述的吸附组合物；
优选地，所述烟用辅料为滤棒或滤嘴；
更优选地，所述滤棒为二元复合滤棒或三元复合滤棒。
13.一种烟草制品，包含权利要求1至9中任一所述的吸附组合物和/或权利要求12所述的烟用辅料；
优选地，所述烟草制品为卷烟或电子烟。
14.权利要求1至9中任一所述的吸附组合物和/或权利要求12所述的烟用辅料在制备烟草制品中的用途；
优选地，所述烟草制品为卷烟或电子烟。
15.权利要求1至9中任一所述的吸附组合物在减少或去除卷烟烟气或电子烟烟气中的有害成分中的用途；
优选地，所述有害成分为氢氰酸和/或苯酚；
优选地，所述卷烟烟气为卷烟主流烟气。
16.权利要求1至9中任一所述的吸附组合物在减少或去除气体中或烟气中的有害成分中的用途；其中，所述有害成分为氢氰酸和/或苯酚。
17.一种减少或去除卷烟烟气或电子烟烟气中有害成分的方法，包括将权利要求1至9中任一所述的吸附组合物与卷烟烟气或电子烟烟气相接触的步骤；
优选地，所述有害成分为氢氰酸和/或苯酚；
优选地，所述卷烟烟气为卷烟主流烟气。
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