一種降低卷煙主流煙氣中hcn和巴豆醛釋放量的吸附劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆醛 釋放量的吸附劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙草是我國的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。但是隨著人們 對(duì)健康的日益重視，卷煙的吸食安全性已經(jīng)成為近年來研宄的熱點(diǎn)，引起世界各國政府的 高度關(guān)注。
[0003] 卷煙主流煙氣中主要有害成分之一的氫氰酸作為一種重要的環(huán)境污染物，其致毒 機(jī)理為：氰離子與氧化型細(xì)胞色素氧化酶中的三價(jià)鐵結(jié)合，阻斷了氧化過程中三價(jià)鐵的電 子傳遞，使組織細(xì)胞不能利用氧，形成內(nèi)窒、昏迷、呼吸停止，嚴(yán)重的于數(shù)分鐘內(nèi)死亡。
[0004] 巴豆醛也是卷煙主流煙氣中的一種重要有害物質(zhì)，被列入加拿大政府46種有害 成分名單和WHO "煙草制品管制研宄小組"建議的管制成分清單，中國國家煙草專賣局也將 巴豆醛作為評(píng)價(jià)卷煙安全性的7種有害成分之一。巴豆醛屬于一種劇毒物，對(duì)眼結(jié)膜及上 呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激作用，長期接觸易引起慢性鼻炎、神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能障礙。卷煙煙氣中的 巴豆醛在吸入人體后，會(huì)抑制肺排泄物的清除，進(jìn)而導(dǎo)致肺部疾病，嚴(yán)重危害人體健康。因 此，降低卷煙主流煙氣中巴豆醛的釋放量，對(duì)于提高煙草的吸食品質(zhì)和安全具有重要的意 義。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，為降低卷煙主流煙氣中有害成分釋放量，通常從濾嘴加工、煙草前處 理等多個(gè)方面進(jìn)行，其中開發(fā)具有吸附、分解功能的新型材料也是常用的減害措施之一，但 是由于新型減害降焦材料開發(fā)周期長，且存在一定的可變性，因而難度較大，尤其是對(duì)于降 低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆醛釋放量的復(fù)合型減害吸附材料尚處于摸索研宄階段，需要 進(jìn)一步的深入探索研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要目的在于提供一種能夠降低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆醛釋放量的 吸附劑，該吸附劑屬于一種分子篩-聚醚砜復(fù)合材料，用于制備卷煙復(fù)合濾嘴從而降低卷 煙主流煙氣中的HCN和巴豆醛釋放量；本發(fā)明同時(shí)提供了該吸附劑的制備方法，該吸附劑 采用干一濕紡絲法制備而成。
[0007] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0008] -種降低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆醛釋放量的吸附劑，該吸附劑屬于一種分子 篩-聚醚砜復(fù)合材料，具體采用以下步驟制備獲得： (1)分別制備分子篩ZSM-5、MCM-41， 分子篩ZSM-5的制備方法具體為：將結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑TPAOH (四丙基氫氧化銨)加入到去離 子水中，攪拌得到澄清液后，再逐滴加入TEOS(正硅酸乙酯)，室溫陳化4小時(shí)，175°C下晶化 2h，550 °C焙燒6小時(shí)，即可得到分子篩ZSM-5;其中各物料以摩爾比計(jì)，TPAOH : TEOS :水 =0.32 ： I ： 165 ； 分子篩MCM-41的制備方法具體為：將CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)加入到去離子水 中，攪拌溶解后加入NaOH，然后緩慢滴加 TEOS (正硅酸四乙酯）；室溫陳化4小時(shí)，100°C晶 化72小時(shí)，550°C焙燒6小時(shí)，即可得到MCM-41分子篩；其中各物料以摩爾比計(jì)，CTAB : TEOS : NaOH :水=0· I : 1 : 0· 3 : 100 ; (2) 將分子篩ZSM-5、MCM-41分別進(jìn)行改性，分子篩的具體改性步驟為： A.將步驟（1)所制備的分子篩ZSM-5/ MCM-41，加入甲苯和堿性功能化AEPTS試劑 (3- (2-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷)，加熱回流、抽濾、洗滌，除去甲苯后干燥，得堿性功 能化 AEPTS/ ZSM-5 或 AEPTS/ MCM-41 ; 各物料配比為，ZSM-5 或 MCM-41 :甲苯：AEPTS=5 g : 150 mL : 2 mL; 加熱回流參數(shù)為：393K加熱回流8小時(shí)； Β.將步驟A中所制得的堿性功能化AEPTS/ ZSM-5或AEPTS/ MCM-41分別加入到過渡金 屬硝酸鹽溶液中，室溫?cái)嚢琛⑾礈?、干燥即得到堿性和過渡金屬離子雙功能化的Mn+/AEPTS/ zsm-5 或者 M1Vaepts/ mcm-41 ; 所述過渡金屬硝酸鹽溶液中的過渡金屬硝酸鹽為Zn (NO3) 2 · 6H20,因此Mn+=Zn2+，其他 過渡金屬硝酸鹽溶液如 Zn (N03)2,6H20、Cu (N03)2,3H20、Fe (NO3)或 Co (Ν03)2·6Η20 也 可進(jìn)行過渡金屬離子化，此時(shí)，Mn+= Cu2+、Fe3+或Co 2+; 所述過渡金屬硝酸鹽溶液的濃度為〇· 〇1~〇· 03 mol/L，如0· 02 mol/L ; (3) 制備紡絲液，將PES (聚醚砜）加入NMP (1-甲基-2-吡咯烷酮）中，攪拌3h充分 溶解，然后在持續(xù)攪拌下將步驟（2)中制備的兩種改性分子篩共同緩慢加入其中，并持續(xù)攪 拌24~48 h直至混合均勻且形成懸浮液； 各物料以質(zhì)量體積配比g:g:mL計(jì)，具體比例為，改性分子篩總質(zhì)量：PES : NMP=80 : 20 ： 90 ； 所述改性分子篩總質(zhì)量為Mn+/AEPTS/ZSM-5與Mn+/AEPTS/ MCM-41質(zhì)量之和； (4 )纖維紡制，將步驟（3 )中所制備的紡絲液移入連有紡絲頭的料液罐中進(jìn)行紡絲獲得 復(fù)合纖維材料； 所述紡絲條件為：紡絲氛圍，氮?dú)?；紡絲壓力，0. 05~0. 15 MPa，如0. 10 MPa ;紡絲結(jié)束 后，80~100 °C干燥4~6h脫水定型，如80 °C干燥6h、85 °C干燥5h、90 °C干燥5h、100 °C干燥4h。
[0009] 較優(yōu)的吸附劑制備條件為：以質(zhì)量體積配比g :g :mL計(jì)，Zn2+/AEPTS/ZSM-5 :Zn 27 AEPTS/ MCM-41 : PES : NMP=40 : 40 : 20 : 90,在氮?dú)夥諊?.10 MPa 壓力下紡絲所制 備的復(fù)合纖維材料具有較好的降低有害氣體釋放的技術(shù)效果。
[0010] 所述降低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆醛釋放量的吸附劑，在粉碎，過40~60目篩 后，按20mg/支添加量添加于卷煙濾嘴中應(yīng)用，具有較好的降低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆 醛釋放量的效果。
[0011] 本發(fā)明提供了一種分子篩-聚醚砜復(fù)合材料，該材料的制備方法屬于一種干一濕 紡絲法，該方法簡便易行、成本低廉、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，克服了傳統(tǒng)分子篩在復(fù)合濾棒制備 過程中揚(yáng)塵過大，不利于添加的弊端；所制備的復(fù)合材料，表面疏松多孔，并含有大量微孔、 介孔、大孔孔道結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)有利于提高其吸附活性位和對(duì)所吸附物質(zhì)的傳輸效率；所制 備的復(fù)合材料，改性后的堿性和過渡金屬離子雙功能化的分子篩材料，較好的利用了 HCN 的弱酸性和一CN基團(tuán)的絡(luò)合作用，將其用于卷煙濾嘴中制備復(fù)合濾嘴后，按20mg/支添加 量添加于卷煙濾嘴中，可有效降低卷煙主流煙氣中的HCN和巴豆醛的釋放量，因而具有較 好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的解釋說明。
[0013] 實(shí)施例1~9 本發(fā)明所提供的降低卷煙主流煙氣中HCN和巴豆醛釋放量的吸附劑，該吸附劑屬于一 種分子篩-聚醚砜復(fù)合材料，具體采用以下步驟制備獲得： (1)分別制備分子篩ZSM-5、MCM-41， 分子篩ZSM-5的制備方法具體為：將結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑TPAOH (四丙基氫氧化銨)加入到去離 子水中，攪拌得到澄清液后，再逐滴加入TEOS(正硅酸乙酯)，室溫陳化4小時(shí)，175°C下晶化 2h，550°C焙燒6小時(shí)，即可得到分子篩ZSM-5;其中各物料以摩爾比計(jì)，TPAOH : TEOS :水 =0.32 ： 1 ： 165 ； 分子篩MCM-41的制備方法具體為：將CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)加入到去離子水 中，攪拌溶解后加入NaOH，然后緩慢滴加 TEOS (正硅酸四乙酯）；室溫陳化4小時(shí)，100°C晶 化72小時(shí)，550°C焙燒6小時(shí)，即可得到MCM-41分子篩；其中各物料以摩爾比計(jì)，CTAB : TEOS : NaOH :水=0.1 : 1 : 0.3 : 100。
[0014] (2)將分子篩ZSM-5、MCM-41分別進(jìn)行改性，分子篩的具體改性步驟為： A. 將步驟（1)所制備的分子篩ZSM-5/ MCM-41，加入甲苯和堿性功能化AEPTS試劑 (3- (2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷)，393K加熱回流8小時(shí)，抽濾，洗滌除去甲苯后干燥， 得堿性功能化 AEPTS/ ZSM-5 或