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      一種降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑及其制備方法和應(yīng)用

      文檔序號(hào):8419083閱讀:437來源:國知局
      一種降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑及其制備方法和應(yīng)用
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及卷煙減害技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精 復(fù)合添加劑及其制備方法和應(yīng)用。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 隨著社會(huì)對(duì)吸煙與健康問題關(guān)注的不斷增強(qiáng),卷煙產(chǎn)品的減害技術(shù)研宄已經(jīng)引起 煙草行業(yè)的高度重視。針對(duì)卷煙煙氣中各種有害成分,研宄者發(fā)展了多種減害技術(shù),如有復(fù) 合濾嘴、應(yīng)用濾嘴通風(fēng)稀釋技術(shù)、使用高透氣度和靜燃速率快的卷煙紙、摻用膨脹煙絲和膨 脹梗絲等方法。其中對(duì)卷煙濾嘴的改性是常用的減害手段之一,通過向卷煙濾嘴中添加或 復(fù)合生物材料、高分子材料和納米材料等,達(dá)到有效降低卷煙煙氣中有害成分的效果。
      [0003] 卷煙煙氣中酚類物質(zhì)有40多種,其中最主要的包括苯酚、苯二酚和甲基苯酚等。 煙氣酚類化合物主要來源于煙葉中多酚類化合物(綠原酸和蕓香苷)的裂解,對(duì)卷煙的香氣 品質(zhì)有很重要的作用。但有些酚類物質(zhì)具有促癌作用,苯酚、間甲苯酚、對(duì)甲苯酚、鄰甲苯 酷、間苯二酷等已被Hoffman名單收錄,列入降低卷煙危害性的推薦性控制成分。中國專利 CN101664228B中公開了將對(duì)-[1-(4-羥基苯基)-1-甲基乙基]杯[8]芳烴作為卷煙添 加劑直接添加到卷煙濾嘴中,降低煙氣中苯酚類物質(zhì)的含量。中國專利ZL201010278343. 6 公開了以多孔材料為載體,以層層自組裝的方式交替負(fù)載聚陰離子和聚陽離子材料,達(dá)到 降酚效果。但這些材料在實(shí)際生產(chǎn)過程中或者制備成本較高,或者工藝復(fù)雜、不適合大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)。因此,有必要開發(fā)一種新型復(fù)合添加劑。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上不足,本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種降低卷煙煙氣中苯酚 的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑,該復(fù)合添加劑可有效降低煙氣中苯酚的釋放量。本發(fā)明的第二 個(gè)目的是提供上述的復(fù)合添加劑的制備方法,該方法簡單可控,適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的 第三個(gè)目的是提供上述的復(fù)合添加劑的應(yīng)用。
      [0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案: 一種降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑,所述的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑是 以煙用椰殼炭為載體,羧甲基-e-環(huán)糊精與陽離子聚電解質(zhì)為原料,通過靜電驅(qū)動(dòng)原位生 長的方式,得到表面負(fù)載環(huán)糊精納米粒子的微納結(jié)構(gòu)的復(fù)合添加劑;所述的復(fù)合添加劑中 負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子是羧甲基-e-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)的絡(luò)合物;所述的復(fù)合添 加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子的質(zhì)量百分含量為0. 1~10. 0%。
      [0006] 本發(fā)明所述的煙用椰殼炭,其多孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)吸附能力為環(huán)糊精納米粒子的負(fù)載提 供了保障;所述的復(fù)合添加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子是羧甲基-e-環(huán)糊精和陽離子聚 電解質(zhì)的絡(luò)合物,可充分利用環(huán)糊精納米粒子中環(huán)糊精空腔和陽離子基團(tuán)對(duì)苯酚的吸附 性,達(dá)到降低苯酚指標(biāo)的目的。
      [0007] 所述的復(fù)合添加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子的質(zhì)量百分含量為0. 1~10.0%,可 在節(jié)約成本的前提下有效降低煙氣中苯酚的釋放量。作為優(yōu)選,所述環(huán)糊精納米粒子在復(fù) 合添加劑中的質(zhì)量百分含量為I. 〇~5. 0%。
      [0008] 作為優(yōu)選,所述的陽離子聚電解質(zhì)為聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化銨、季銨鹽化聚4-乙烯基吡啶、殼聚糖中的一種或多種。
      [0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案: 一種制備上述的降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑的方法,該方法包括以 下的步驟: 1) 將羧甲基-e-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)分別溶解于水中,以羧甲基-e-環(huán)糊精水 溶液為母液,將陽離子聚電解質(zhì)水溶液逐滴加入其中,通過原位成核靜電自組裝的方式,得 到環(huán)糊精納米粒子的分散液; 2) 以煙用椰殼炭為載體,將其浸漬到上述環(huán)糊精納米粒子的分散液中,通過靜電驅(qū)動(dòng) 原位生長的方式,在其表面負(fù)載一定量的環(huán)糊精納米粒子,經(jīng)過濾、洗滌和干燥后得到具有 微納結(jié)構(gòu)的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑。
      [0010] 作為優(yōu)選,步驟1)中所述的羧甲基-e-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)在水溶液中的 質(zhì)量百分比濃度分別為0. 5~3%和0. 1~2%。
      [0011] 作為優(yōu)選,步驟1)中所述的原位成核靜電自組裝條件為溫度25~35°C,攪拌速率 500 ~lOOOrpm,持續(xù) 1 ~4h。
      [0012] 作為優(yōu)選,步驟2)所述的靜電驅(qū)動(dòng)原位生長的條件為在25~35°C靜置0.5~ 2. 5h〇
      [0013] 為了實(shí)現(xiàn)上述的第三個(gè)目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案: 上述的復(fù)合添加劑在制備選擇性降低卷煙煙氣中苯酚的卷煙濾嘴中的應(yīng)用。
      [0014] -種選擇性降低卷煙煙氣中苯酚的卷煙濾嘴,該卷煙濾嘴中添加了上述的復(fù)合添 加劑,所述復(fù)合添加劑在每支濾嘴中的添加量為1〇~50mg。
      [0015] 作為優(yōu)選,所述的卷煙濾嘴為二元復(fù)合濾嘴,包括近嘴端的普通濾棒以及沿軸向 疊加的近煙絲端的料棒;所述的料棒由所述的復(fù)合添加劑和普通濾棒材料組成;或者,所 述的卷煙濾嘴為三元復(fù)合濾嘴,包括兩段普通濾棒以及沿軸向疊加的料棒,所述的料棒位 于兩段普通濾棒之間;所述的料棒由所述的復(fù)合添加劑或由所述的復(fù)合添加劑和普通濾棒 材料組成。
      [0016] 本發(fā)明所述的普通濾棒優(yōu)選用本領(lǐng)域的醋纖棒和紙質(zhì)嘴棒。
      [0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明采用具有微納結(jié)構(gòu)的環(huán)糊精納米 粒子復(fù)合添加劑制備卷煙濾嘴,其環(huán)糊精納米粒子對(duì)卷煙煙氣中的苯酚具有吸附作用,與 同規(guī)格的市售卷煙相比,添加本發(fā)明復(fù)合添加劑制備的卷煙濾嘴可使卷煙煙氣中苯酚釋放 量降低10~25%;而且,通過調(diào)整環(huán)糊精納米粒子中羧甲基-0-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)的 組成比例,可以方便調(diào)控其對(duì)卷煙煙氣中苯酚釋放量的降低效果。本發(fā)明所用原料方便易 得,價(jià)格低廉,制備方法綠色環(huán)保、安全可控,具有良好的工業(yè)實(shí)用性。
      【具體實(shí)施方式】
      [0018] 實(shí)施例1: 將3.0g羧甲基-0-環(huán)糊精和0.1g殼聚糖分別溶解于100mL水溶液中,以羧甲 基-e-環(huán)糊精水溶液為母液,將殼聚糖水溶液逐滴加入其中,在25 °C和500rpm的攪拌速 率下,進(jìn)行原位成核靜電自組裝Ih,得到環(huán)糊精納米粒子分散液;以煙用椰殼炭為載體,將 其浸漬上述環(huán)糊精納米粒子分散液中,在35 °C靜置2.5h通過靜電驅(qū)動(dòng)原位生長方式,在 其表面負(fù)載環(huán)糊精納米粒子,經(jīng)過濾、洗滌和干燥后得到具有微納結(jié)構(gòu)的煙用椰殼炭負(fù)載 環(huán)糊精納米粒子的復(fù)合添加劑。環(huán)糊精納米粒子在復(fù)合添加劑中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0 %。
      [0019] 將上述復(fù)合添加劑應(yīng)用于卷煙濾嘴,每支卷煙濾嘴中的添加量約為15mg。測定卷 煙主流煙氣中苯酚的釋放量,評(píng)價(jià)復(fù)合添加劑對(duì)卷煙主流煙氣的影響。以未使用添加劑的 同規(guī)格卷煙為對(duì)照樣品。結(jié)果如下表1所示。
      [0020] 表1.本發(fā)明的復(fù)合添加劑對(duì)主流煙氣中苯酚釋放量的影響
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑,其特征在于:所述的納米環(huán)糊 精復(fù)合添加劑是以煙用椰殼炭為載體,羧甲基-e-環(huán)糊精與陽離子聚電解質(zhì)為原料,通過 靜電驅(qū)動(dòng)原位生長的方式,得到表面負(fù)載環(huán)糊精納米粒子的微納結(jié)構(gòu)的復(fù)合添加劑;所述 的復(fù)合添加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子是羧甲基-e-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)的絡(luò)合 物;所述的復(fù)合添加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子的質(zhì)量百分含量為0. 1~10. 0%。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑,其特征在 于:所述的環(huán)糊精納米粒子在復(fù)合添加劑中的質(zhì)量百分含量為1. 〇~ 5. 0%。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑,其特征 在于:所述的陽離子聚電解質(zhì)為聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯 化銨、季銨鹽化聚4-乙烯基吡啶、殼聚糖中的一種或多種。
      4. 一種制備權(quán)利要求1~3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊 精復(fù)合添加劑的方法,其特征在于該方法包括以下的步驟: 1) 將羧甲基-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)分別溶解于水中,以羧甲基-環(huán)糊精水 溶液為母液,將陽離子聚電解質(zhì)水溶液逐滴加入其中,通過原位成核靜電自組裝的方式,得 到環(huán)糊精納米粒子的分散液; 2) 以煙用椰殼炭為載體,將其浸漬到上述環(huán)糊精納米粒子的分散液中,通過靜電驅(qū)動(dòng) 原位生長的方式,在其表面負(fù)載一定量的環(huán)糊精納米粒子,經(jīng)過濾、洗滌和干燥后得到具有 微納結(jié)構(gòu)的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合添加劑的制備方法,其特征在于:步驟1)中所述的羧甲 基-0 -環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)在水溶液中的質(zhì)量百分比濃度分別為0. 5~3%和0. 1~ 2% 〇
      6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合添加劑的制備方法,其特征在于:步驟1)中所述的原位 成核靜電自組裝條件為溫度25~35°C,攪拌速率500~lOOOrpm,持續(xù)1~4h。
      7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合添加劑的制備方法,其特征在于:步驟2)所述的靜電驅(qū) 動(dòng)原位生長的條件為在25~35°C靜置0. 5~2. 5h。
      8. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的復(fù)合添加劑在制備選擇性降低卷煙煙氣中苯酚的 卷煙濾嘴中的應(yīng)用。
      9. 一種選擇性降低卷煙煙氣中苯酚的卷煙濾嘴,其特征在于:該濾嘴中含有權(quán)利要求 1~3任一項(xiàng)所述的復(fù)合添加劑,所述復(fù)合添加劑在每支濾嘴中的添加量為10~50 mg。
      10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種選擇性降低卷煙煙氣中苯酚的卷煙濾嘴,其特征在于: 所述的卷煙濾嘴為二元復(fù)合濾嘴,包括近嘴端的普通濾棒以及沿軸向疊加的近煙絲端的料 棒;所述的料棒由所述的復(fù)合添加劑和普通濾棒組成;或者,所述的卷煙濾嘴為三元復(fù)合 濾嘴,包括兩段普通濾棒以及沿軸向疊加的料棒,所述的料棒位于兩段普通濾棒之間;所述 的料棒由所述的復(fù)合添加劑或由所述的復(fù)合添加劑和普通濾棒組成。
      【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低卷煙煙氣中苯酚的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑,所述的納米環(huán)糊精復(fù)合添加劑是以煙用椰殼炭為載體,羧甲基-β-環(huán)糊精與陽離子聚電解質(zhì)為原料,通過靜電驅(qū)動(dòng)原位生長的方式,得到表面負(fù)載環(huán)糊精納米粒子的微納結(jié)構(gòu)的復(fù)合添加劑;所述的復(fù)合添加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子是羧甲基-β-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)的絡(luò)合物;所述的復(fù)合添加劑中負(fù)載的環(huán)糊精納米粒子的質(zhì)量百分含量為0.1~10.0%。本發(fā)明通過調(diào)整環(huán)糊精納米粒子中羧甲基-β-環(huán)糊精和陽離子聚電解質(zhì)的組成比例,可以方便調(diào)控其對(duì)卷煙煙氣中苯酚釋放量的降低效果。本發(fā)明所用原料方便易得,價(jià)格低廉,制備方法綠色環(huán)保、安全可控,具有良好的工業(yè)實(shí)用性。
      【IPC分類】A24D3-06
      【公開號(hào)】CN104738815
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510071431
      【發(fā)明人】周國俊, 周建華, 李霞, 徐建, 劉金莉, 黃芳芳, 尹潔, 宣潤泉
      【申請(qǐng)人】浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
      【公開日】2015年7月1日
      【申請(qǐng)日】2015年2月11日
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