專利名稱：降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卷煙嘴棒添加材料及制法，尤其是降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺(TSNAs)的嘴棒添加材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，卷煙在被吸用的過程中，煙氣中的有害物質(zhì)將對(duì)人體的健康產(chǎn)生危害。目前，人們?yōu)榱藴p少這種危害，作了各種努力，如在1998年2月11日公開的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書CN 1172617A中披露的一種“香煙中有害健康物質(zhì)的祛除”。它意欲提供一種能有效地祛除香煙中有害健康的物質(zhì)的材料，該材料為將NaY型沸石分子篩經(jīng)過銅離子交換而獲得，使用時(shí)將其加于香煙的過濾嘴上，使吸出的煙氣經(jīng)其充分吸附后才吸入人體或吐于空氣中。但是，這種材料存在著不足之處，首先，不能降低卷煙煙氣中煙草特有的亞硝胺，而亞硝胺是一種對(duì)人體具有強(qiáng)烈致癌作用的物質(zhì)；其次，對(duì)卷煙煙氣中其它有害健康的物質(zhì)，如煙堿、TPM也不能祛除或降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能有效地降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料及其制備方法。
降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料包括分子篩，特別是該添加材料是由粒徑為150～500微米的顆粒狀分子篩和均勻分布在該顆粒狀分子篩上的貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物構(gòu)成，其中，貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物的粒徑為1～50nm。
作為降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的分子篩為NaY分子篩或NaX分子篩或NaA分子篩；所述的貴金屬或其氧化物為鈀(Pd)或其氧化物或鉑(Pt)或其氧化物或銠(Rh)或其氧化物或前述的兩種以上；所述的稀土金屬或其氧化物為鈰(Ce)或其氧化物或釹(Nd)或其氧化物或鑭(La)或其氧化物或鐠(Pr)或其氧化物或前述的兩種以上。
降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法包括對(duì)分子篩的離子交換，特別是它是按以下步驟完成的(1)、將分子篩制成粒徑為150～500微米的顆粒狀；(2)、先將顆粒狀的分子篩置于稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)8～24小時(shí)，再將其洗滌后于50～80℃干燥3～6小時(shí)，之后，于120～200℃下處理2～5小時(shí)；(3)、先將處理過的顆粒狀的分子篩置于貴金屬化合物溶液中負(fù)載8～24小時(shí)，再將其于50～80℃干燥3～6小時(shí)，然后，將其依次于120～200℃處理2～5小時(shí)、230～300℃處理3～6小時(shí)；或者，于步驟(1)后，先進(jìn)行步驟(3)，再進(jìn)行步驟(2)，制得降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
作為降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的分子篩為NaY分子篩或NaX分子篩或NaA分子篩；所述的稀土金屬化合物溶液的濃度為0.5～5.0wt％；所述的稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上；所述的貴金屬化合物溶液的濃度為0.01～5.0wt％；所述的貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，分別對(duì)制得的分子篩和嘴棒添加材料使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行表征，從得到的掃描電鏡照片可知，分子篩為顆粒狀，其粒徑為150～500微米。嘴棒添加材料由粒徑為150～500微米的顆粒狀分子篩和均勻分布在該顆粒狀分子篩上的貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物構(gòu)成，其中，貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物的粒徑為1～50nm；其二，分別對(duì)使用稀土金屬化合物的鈰(Ce)的鹵化物或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上和貴金屬化合物的鈀(Pd)的鹵化物或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上于分子篩為NaY分子篩或NaX分子篩或NaA分子篩上制備出的嘴棒添加材料用X-射線光電子能譜儀進(jìn)行表征，從得到的圖譜可知，NaY分子篩或NaX分子篩或NaA分子篩上負(fù)載有具有催化性能的貴金屬或其氧化物的鈀(Pd)或其氧化物或鉑(Pt)或其氧化物或銠(Rh)或其氧化物或前述的兩種以上和具有配位催化作用的稀土金屬或其氧化物的鈰(Ce)或其氧化物或釹(Nd)或其氧化物或鑭(La)或其氧化物或鐠(Pr)或其氧化物或前述的兩種以上；其三，分別將來加嘴棒添加材料的卷煙和加入嘴棒添加材料的卷煙放在吸煙機(jī)上收集煙氣，通過對(duì)煙氣使用氣相色譜儀和熱能分析儀(GC-TEA)進(jìn)行測試、分析后，得出卷煙煙氣中煙草特有N-亞硝胺(TSNAs)的含量如下表

由上表可見，加入嘴棒添加材料的卷煙的煙氣中煙草四種特有亞硝胺都有了較大幅度的降低，對(duì)NNK降低達(dá)到了48％，平均降低達(dá)到了32.2％，取得了較好的降低TSNAs的效果；其四，嘴棒添加材料不僅對(duì)TSNAs有較好的降低作用，同時(shí)對(duì)煙草中的其它有害人體健康的物質(zhì)也有較好的降低作用，其效果如下表所示，

由上表可以看出，添加材料降低了12％的煙堿和16％的TPM，也降低了6.3％的CO和13％的焦油，從而能有效地保護(hù)吸煙者及其周圍人們的身體健康；其五，制備過程簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，嘴棒添加材料適宜商業(yè)化的應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1是用JEOL JSM-6300F型場發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)空白分子篩進(jìn)行100倍的放大后觀察拍攝的照片，從照片中可以看出分子篩的形態(tài)和粒徑的大小；圖2是用JEOL JSM-6300F型場發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)空白分子篩在圖1的基礎(chǔ)上進(jìn)行20000倍的放大后觀察拍攝的照片，從照片中可以看出單個(gè)空白分子篩的表面形態(tài)；圖3是用JEOL JSM-6300F型場發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)嘴棒添加材料進(jìn)行20000倍的放大后觀察拍攝的照片，從照片中可以看出嘴棒添加材料的表面形態(tài)和構(gòu)成，以及貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物的粒徑。
具體實(shí)施例方式
首先用常規(guī)方法制得或從市場購得商業(yè)化的NaY分子篩和NaX分子篩和NaA分子篩。
實(shí)施例1完成步驟如下1)、將NaY分子篩制成粒徑為150微米的顆粒狀，獲得近似于圖1和圖2所示的分子篩。2)、先將顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為0.5wt％的稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)24小時(shí)，再將其洗滌后于50℃干燥6小時(shí)，之后，于120℃下處理5小時(shí)；其中，稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物(或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上)。3)、先將處理過的顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為0.01wt％的貴金屬化合物溶液中負(fù)載24小時(shí)，再將其于50℃干燥6小時(shí)，然后，將其依次于120℃處理5小時(shí)、230℃處理6小時(shí)；其中，貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物(或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上)?；蛘撸诓襟E1)后，先進(jìn)行步驟3)，再進(jìn)行步驟2)，制得如圖3所示的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
實(shí)施例2完成步驟如下1)、將NaY分子篩制成粒徑為250微米的顆粒狀，獲得近似于圖1和圖2所示的分子篩。2)、先將顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為1.5wt％的稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)20小時(shí)，再將其洗滌后于58℃干燥5.5小時(shí)，之后，于140℃下處理4.5小時(shí)；其中，稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物(或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上)。3)、先將處理過的顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為1wt％的貴金屬化合物溶液中負(fù)載20小時(shí)，再將其于58℃干燥5.5小時(shí)，然后，將其依次于140℃處理4.5小時(shí)、250℃處理5.5小時(shí)；其中，貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物(或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上)?；蛘?，于步驟1)后，先進(jìn)行步驟3)，再進(jìn)行步驟2)，制得如圖3所示的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
實(shí)施例3完成步驟如下1)、將NaY分子篩制成粒徑為330微米的顆粒狀，獲得如圖1和圖2所示的分子篩。2)、先將顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為3wt％的稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)16小時(shí)，再將其洗滌后于65℃干燥4.5小時(shí)，之后，于160℃下處理3.5小時(shí)；其中，稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物(或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上)。3)、先將處理過的顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為3wt％的貴金屬化合物溶液中負(fù)載16小時(shí)，再將其于65℃干燥4.5小時(shí)，然后，將其依次于160℃處理3.5小時(shí)、265℃處理4.5小時(shí)；其中，貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物(或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上)?；蛘?，于步驟1)后，先進(jìn)行步驟3)，再進(jìn)行步驟2)，制得如圖3所示的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
實(shí)施例4完成步驟如下1)、將NaY分子篩制成粒徑為410微米的顆粒狀，獲得近似于圖1和圖2所示的分子篩。2)、先將顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為4wt％的稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)12小時(shí)，再將其洗滌后于73℃干燥4小時(shí)，之后，于180℃下處理2.8小時(shí)；其中，稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物(或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上)。3)、先將處理過的顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為4wt％的貴金屬化合物溶液中負(fù)載12小時(shí)，再將其于73℃干燥4小時(shí)，然后，將其依次于180℃處理2.8小時(shí)、280℃處理4小時(shí)；其中，貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物(或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上)?；蛘撸诓襟E1)后，先進(jìn)行步驟3)，再進(jìn)行步驟2)，制得如圖3所示的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
實(shí)施例5完成步驟如下1)、將NaY分子篩制成粒徑為500微米的顆粒狀，獲得近似于圖1和圖2所示的分子篩。2)、先將顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為5.wt％的稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)8小時(shí)，再將其洗滌后于80℃干燥3小時(shí)，之后，于200℃下處理2小時(shí)；其中，稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物(或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上)。3)、先將處理過的顆粒狀的NaY分子篩置于濃度為5.wt％的貴金屬化合物溶液中負(fù)載8小時(shí)，再將其于80℃干燥3小時(shí)，然后，將其依次于200℃處理2小時(shí)、300℃處理3小時(shí)；其中，貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物(或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上)。或者，于步驟1)后，先進(jìn)行步驟3)，再進(jìn)行步驟2)，制得如圖3所示的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
再分別選用NaX分子篩或NaA分子篩，重復(fù)上述實(shí)施例1～5，同樣制得了如圖3所示的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料及其制備方法進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料，包括分子篩，其特征在于該添加材料是由粒徑為150～500微米的顆粒狀分子篩和均勻分布在該顆粒狀分子篩上的貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物構(gòu)成，其中，貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物的粒徑為1～50nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料，其特征是分子篩為NaY分子篩或NaX分子篩或NaA分子篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料，其特征是貴金屬或其氧化物為鈀(Pd)或其氧化物或鉑(Pt)或其氧化物或銠(Rh)或其氧化物或前述的兩種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料，其特征是稀土金屬或其氧化物為鈰(Ce)或其氧化物或釹(Nd)或其氧化物或鑭(La)或其氧化物或鐠(Pr)或其氧化物或前述的兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法，包括對(duì)分子篩的離子交換，其特征在于是按以下步驟完成的5.1、將分子篩制成粒徑為150～500微米的顆粒狀；5.2、先將顆粒狀的分子篩置于稀土金屬化合物溶液中交換反應(yīng)8～24小時(shí)，再將其洗滌后于50～80℃干燥3～6小時(shí)，之后，于120～200℃下處理2～5小時(shí)；5.3、先將處理過的顆粒狀的分子篩置于貴金屬化合物溶液中負(fù)載8～24小時(shí)，再將其于50～80℃干燥3～6小時(shí)，然后，將其依次于120～200℃處理2～5小時(shí)、230～300℃處理3～6小時(shí)；或者，于步驟5.1后，先進(jìn)行步驟5.3，再進(jìn)行步驟5.2，制得降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法，其特征是分子篩為NaY分子篩或NaX分子篩或NaA分子篩。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法，其特征是稀土金屬化合物溶液的濃度為0.5～5.0wt％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法，其特征是稀土金屬化合物為鈰(Ce)的鹵化物或釹(Nd)的鹵化物或鑭(La)的鹵化物或鐠(Pr)的鹵化物或前述的兩種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法，其特征是貴金屬化合物溶液的濃度為0.01～5.0wt％。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或9所述的降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料的制備方法，其特征是貴金屬化合物為鈀(Pd)的鹵化物或鉑(Pt)的鹵化物或氯鉑酸或銠(Rh)的鹵化物或前述的兩種以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料及其制備方法。添加材料是由粒徑為150～500微米的顆粒狀分子篩和均勻分布在其上的粒徑為1～50nm的貴金屬或其氧化物和稀土金屬或其氧化物構(gòu)成；方法為1)將分子篩制成粒徑為150～500微米的顆粒狀；2)將分子篩置于稀土金屬化合物溶液中8～24小時(shí)，再將其洗滌后于50～80℃干燥3～6小時(shí)，再于120～200℃處理2～5小時(shí)；3)將分子篩置于貴金屬化合物溶液中8～24小時(shí)，再將其于50～80℃干燥3～6小時(shí)，再依次于120～200℃處理2～5小時(shí)、230～300℃處理3～6小時(shí)，制得降低卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺的嘴棒添加材料。它可廣泛地用于卷煙的嘴棒中，以降低卷煙煙氣中的煙草特有亞硝胺。
文檔編號(hào)A24D3/06GK1879511SQ20051004054
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日
發(fā)明者陳林, 張怡, 鄭康, 李勇, 崔平, 田興友, 朱京鳴, 楊曄, 胡坤 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院