專利名稱：一種能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛成分的煙用濾棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷煙材料制造、加工領(lǐng)域，是一種以選擇性降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量而得到的選擇性減害濾棒及其制備方法。
背景技術(shù)：
卷煙煙氣組成復(fù)雜、含有幾千種化合物，其中某些成分對人體健康會造成傷害。納米材料因具有較大比表面和高吸附活性引起了煙氣減害領(lǐng)域科研工作者的極大關(guān)注。在卷煙嘴棒中添加納米材料是煙氣減害研究的前沿方向。張悠金等將納米Si02、TiO2, Al2O3等加入到卷煙濾嘴中，結(jié)果表明可以降低卷煙煙氣中的焦油含量。史超等將納米Si02_xSe、A1203、TiO2等的混合物加入到卷煙濾嘴中，發(fā)現(xiàn)可以降低煙氣中焦油的含量。曹建華等將納米二氧化硅(SiOx)添加到濾嘴的醋纖絲束上，從而增加過濾嘴棒絲束纖維的表面積，提 高濾嘴的過濾效率，結(jié)果表明可以明顯降低焦油含量。賈志杰等比較了添加碳納米管、活性炭、NaCUMgSO4以及Al (OH) 3的卷煙過濾嘴對煙氣中總粒相物的去除效果，結(jié)果表明碳納米管對焦油的去除能力優(yōu)于其它材料。謝笑天等通過在濾嘴絲束上附著納米過濾吸附材料，使過濾嘴香煙的煙氣焦油量降低最高可達4. 4mg/支。何智慧等報道納米材料手工添加到卷煙濾嘴中降低煙氣中苯并芘含量。聶聰、呂功煊等報道納米貴金屬擔(dān)載到醋纖絲束上降低煙氣中CO。前人研究大多停留在納米材料對卷煙煙氣中焦油含量的降低，關(guān)于納米材料選擇性降低煙氣中有害成分的報道較少，特別是關(guān)于選擇性降低煙氣中苯酚、巴豆醛含量的研究尚未見公開報道。實際上，“降焦”并不等于“減害”，單純的降焦容易造成焦油中香味成分的流失，降低卷煙抽吸品質(zhì)，因此，只有選擇性降低卷煙煙氣中的有害成分含量，才是提高人們吸食卷煙安全性的最佳途徑。目前，研究已確認煙氣中對人體危害最大的七種有害成分，其中包括苯酚和巴豆醛。苯酚對皮膚、粘膜有強烈的腐蝕作用，也可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)或損害肝、腎功能。巴豆醛有窒息性刺激氣味，可通過與哺乳動物細胞DNA反應(yīng)形成加合物而致癌、致突變。長期接觸巴豆醛，易導(dǎo)致人體肺部疾病。因此，研制能夠選擇性降低煙氣中苯酚、巴豆醛等有害成分、并能以工業(yè)化應(yīng)用的方式添加到嘴棒中的納米材料是一項有意義的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒及其制備方法。本發(fā)明通過以下實施方式實現(xiàn)。除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分數(shù)均為重量百分數(shù)。一種能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述煙用濾棒是在普通醋纖濾棒中添加了能降低煙氣中苯酚和巴豆醛含量的復(fù)合納米SiO2粒子，所述添加的復(fù)合納米SiO2粒子為具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子和表面疏水性的納米SiO2粒子；納米SiO2S子占醋纖濾棒重量的0. 2-1% ;所述濾棒是單獨使用或與普通醋纖濾棒相接而成二元復(fù)合濾棒。所述二元復(fù)合濾棒由含納米SiO2粒子的醋纖濾棒與普通醋纖煙用濾棒按長度比例2 I : I 2相接而成。所述的具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子和表面疏水納米SiO2粒子的重量比例為 I : 5 5 : I。所述的具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子比表面在500-1000m2/g之間。所述的表面疏水納米SiO2粒子在非極性溶劑環(huán)己烷、正己烷中可穩(wěn)定分散不沉降，而在極性溶劑水中卻快速沉降。所述的表面疏水納米SiO2粒子是由400-600°C高溫焙燒過的親水性SiO2納米粒 子，在惰性氣體保護下，于150°C的環(huán)境下由三甲基氯硅烷改性而成，三甲基氯硅烷的用量為親水性SiO2納米粒子重量的1-20%。在醋纖煙用濾棒的醋纖絲束中添加了能降低煙氣中苯酚和巴豆醛含量的復(fù)合納米SiO2粒子,所述復(fù)合納米SiO2粒子是在濾棒成型時通過濾棒用增塑劑三醋酸甘油酯攜帶進入醋纖絲束中，該復(fù)合納米SiO2S子首先穩(wěn)定分散在增塑劑三醋酸甘油酯中，三個月之內(nèi)保持不沉降。所述復(fù)合納米SiO2粒子穩(wěn)定分散在增塑劑三醋酸甘油酯中的步驟為先將復(fù)合納米SiO2粒子按重量比4% -12%的比例添加到三醋酸甘油酯中，然后加入一定量的分散穩(wěn)定劑，并高速攪拌I小時以上。所述分散穩(wěn)定劑包括去離子水、無水乙醇、丙二醇中的一種或幾種的混合物，分散穩(wěn)定劑與三醋酸甘油酯的比例為0. I 100-1 100。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明針對煙氣有害成分苯酚、巴豆醛分子尺寸小、極性弱的特點，采用微孔-疏水納米SiO2粒子復(fù)合技術(shù)提高納米材料對苯酚、巴豆醛的吸附容量和吸附選擇性，是解決煙氣減害的有效方法。說明書附I是改性前后納米SiO2的透射電鏡圖像；圖2是微孔納米SiO2的透射電鏡圖像。
具體實施例方式以下實施過程及實施例旨在進一步說明本發(fā)明而不應(yīng)當(dāng)看做是對本發(fā)明的限定。實施例IIKg親水性SiO2納米粒子在500°C下焙燒5h，以增加SiO2納米粒子表面的Si-OH含量。冷卻后將其置于密閉反應(yīng)器中，然后在氮氣保護下緩慢加熱至150°C并保持溫度恒定。向密閉容器中通入SiO2納米粒子重量10%的三甲基氯硅烷，反應(yīng)6h后停止加熱，自然冷卻至室溫，用乙醇洗滌，然后干燥，所得產(chǎn)物為三甲基氯硅烷改性納米SiO2粒子，即疏水納米SiO2粒子。納米SiO2S子改性前后的比表面及孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在下表I中，親水及疏水納米SiO2粒子透射電鏡圖像如圖I所示。表I親水納米SiO2粒子疏水改性前后微結(jié)構(gòu)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述煙用濾棒是在普通醋纖濾棒中添加了能降低煙氣中苯酚和巴豆醛含量的復(fù)合納米SiO2粒子，所述添加的復(fù)合納米SiO2粒子為具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子和表面疏水性的納米SiO2粒子；納米SiO2粒子占醋纖濾棒重量的0. 2-1% ;所述濾棒是單獨使用或與普通醋纖濾棒相接而成二元復(fù)合濾棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述二元復(fù)合濾棒由含納米SiO2粒子的醋纖濾棒與普通醋纖煙用濾棒按長度比例2 I I 2相接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述的具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子和表面疏水納米SiO2粒子的重量比例為I : 5 5 : I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述的具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子比表面在500-1000m2/g之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述的表面疏水納米SiO2粒子在非極性溶劑環(huán)己烷、正己烷中可穩(wěn)定分散不沉降，而在極性溶劑水中卻快速沉降。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述的表面疏水納米SiO2粒子是由400-600°C高溫焙燒過的親水性SiO2納米粒子，在惰性氣體保護下，于150°C的環(huán)境下由三甲基氯硅烷改性而成，三甲基氯硅烷的用量為親水性SiO2納米粒子重量的1-20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒的制備方法，其特征在于在醋纖煙用濾棒的醋纖絲束中添加了能降低煙氣中苯酚和巴豆醛含量的復(fù)合納米SiO2粒子，所述復(fù)合納米SiO2粒子是在濾棒成型時通過濾棒用增塑劑三醋酸甘油酯攜帶進入醋纖絲束中，該復(fù)合納米SiO2S子首先穩(wěn)定分散在增塑劑三醋酸甘油酯中，三個月之內(nèi)保持不沉降。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒的制備方法，其特征在于所述復(fù)合納米SiO2粒子穩(wěn)定分散在增塑劑三醋酸甘油酯中的步驟為先將復(fù)合納米SiO2粒子按重量比4% -12%的比例添加到三醋酸甘油酯中，然后加入一定量的分散穩(wěn)定劑，并高速攪拌I小時以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒的制備方法，其特征在于所述分散穩(wěn)定劑包括去離子水、無水乙醇、丙二醇中的一種或幾種的混合物，分散穩(wěn)定劑與三醋酸甘油酯的比例為0. I 100-1 100。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能降低卷煙煙氣中苯酚和巴豆醛含量的煙用濾棒，其特征在于所述煙用濾棒是在普通醋纖濾棒中添加了能降低煙氣中苯酚和巴豆醛含量的復(fù)合納米SiO2粒子，所述添加的復(fù)合納米SiO2粒子為具有豐富微孔結(jié)構(gòu)的納米SiO2粒子和表面疏水性的納米SiO2粒子；納米SiO2粒子占醋纖濾棒重量的0.2-1％；所述濾棒是單獨使用或與普通醋纖濾棒相接而成二元復(fù)合濾棒。本發(fā)明還提供了前述煙用濾棒的制備方法，針對煙氣有害成分苯酚、巴豆醛分子尺寸小、極性弱的特點，采用微孔-疏水納米SiO2粒子復(fù)合技術(shù)提高納米材料對苯酚、巴豆醛的吸附容量和吸附選擇性，是降低煙氣對人體損害的有效方法。
文檔編號A24D3/16GK102715655SQ20111024146
公開日2012年10月10日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者馮守愛, 孟冬玲, 白家峰, 范忠, 許藹飛, 鄒克興, 陳志燕, 黃泰松 申請人:廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司