[發明專利]降低卷煙煙氣中苯酚類物質的殼聚糖聚陽離子復合材料

有效

• 申請號: 201010278342.1
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN101919589A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 儲國海;周國俊;林賢福;金鑫;劉金莉;徐鍵
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司;浙江大學
• 主分類號: A24D3/06
• 分類號: A24D3/06;A24D3/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及卷煙降焦減害技術領域，具體涉及一種選擇性降低卷煙煙氣中苯酚類物質含量的殼聚糖聚陽離子復合材料。

背景技術

長期以來，世界煙草行業一直高度重視卷煙減害降焦工作。近年來WHO對煙氣有害成分的管制有特別明確規定，已得到世界各國的積極響應。針對卷煙煙氣中各種有害成分，研究者發展了多種降害技術，其中對卷煙濾嘴的改性是最有效的降害手段之一；通過向卷煙濾嘴中添加或復合納米材料、高分子材料以及生物材料等，達到有效降低卷煙煙氣的某些有害成分的效果。

卷煙煙氣成分非常多，主要分為親水性成分和疏水性成分兩類。研究結果已經表明：用一些金屬催化劑、多孔或介孔吸附材料、納米材料，還有生物大分子DNA等材料對卷煙濾嘴的改性，對于疏水性多環芳烴如苯并芘和CO等有害成分降的低起到了很好的效果；市場上已經出現了向卷煙濾嘴中添加納米金屬催化劑的低CO型卷煙。研究者發現用血紅蛋白、茶質等材料對卷煙濾嘴的復合改性，或者用NaA型沸石對卷煙濾嘴的復合改性，對于亞硝基化合物、醛酮化合物等有害組分的降低也有一定的效果。

酚類化合物是卷煙煙氣中一種主要的有害物質，可經皮膚粘膜、呼吸道及消化道進入體內與細胞原漿中的蛋白質發生化學反應，引起蓄積性慢性中毒或急性中毒的昏迷死亡。其中又以苯酚的毒性最大，因此苯酚被列為卷煙煙氣有害物質的指標性化合物之一，需對其進行監測和控制。目前，一些研究已經開始關注卷煙煙氣中酚類有害物質的降低。中國專利ZL200710162960.8中公開了將一些中草藥的提取物混合到煙絲中作為降低卷煙煙氣中酚類有害物質的方法，但是此方法有可能會影響煙絲的正常燃燒，使煙氣的口感受到影響，甚至會增加其他有害成分。中國專利申請CN200910307638.9中公開了將固體粉末狀的杯芳烴作為添加劑直接添加在卷煙濾嘴中，可以降低約40％的苯酚，但是杯芳烴自身的毒性還有待考慮。另外，中國專利申請CN200810031589.6和中國專利申請CN200710034453.6中分別公開了離子液體、金屬氧化物作為過濾嘴棒的添加劑，并具有一定的降酚效果；但是這兩種物質制備工藝比較復雜，且添加有離子液體或金屬氧化物的過濾嘴的衛生安全問題還需要進一步考察。因此，有必要開發一種新型的卷煙濾嘴添加劑。

發明內容

本發明基于苯酚類物質易溶于水的原理，設計和開發了一種負載有親水性聚陽離子的選擇性降低卷煙煙氣中酚類有害物質含量的復合材料。

本發明還提供了一種選擇性降低卷煙煙氣中酚類有害物質含量的復合材料的制備方法，簡單可控，適于工業化生產。

一種選擇性降低卷煙煙氣中苯酚類有害物質含量的復合材料，是以多孔材料為載體并在多孔材料上以層層自組裝的方式交替負載聚陰離子和親水性聚陽離子的材料，且負載在多孔材料最外層的為親水性聚陽離子。

本發明發現親水性聚陽離子具有含水保水的能力，其含水保水的能力保證了復合材料中的水分含量，使水分起到對卷煙煙氣中苯酚類有害物質選擇性降低的作用。

所述的親水性聚陽離子選用殼聚糖鹽酸鹽，可選用市售產品。殼聚糖鹽酸鹽中含有大量的羥基結構，能夠增進與酚類化合物之間的作用力。

所述的多孔材料是添加劑的載體，其多孔性的吸附能力給親水性聚陽離子的負載提供了保障；優選顆粒狀的多孔材料，顆粒狀的外形能夠更好的滿足卷煙濾嘴的生產需求。所述的顆粒狀多孔材料可選用本領域常用的顆粒狀多孔材料；所述的多孔材料優選硅藻土、硅膠、活性炭、大孔吸附樹脂、分子篩、沸石、海泡石等中的一種或多種。

所述的復合材料中負載的親水性聚陽離子的質量百分含量優選為0.05％～5％。可在節約成本的前提下更加有效的去除酚類有害物質。

所述的復合材料的粒徑優選為0.05mm～3mm，比表面積優選為20m²/g～1500m²/g，質量含水率優選為10％～40％(質量含水率的測試方法一般為：100℃干燥2h，根據干燥前后的質量差計算質量含水率)。

所述的聚陰離子選用聚丙烯酸葡萄糖酯、聚丙烯酸半乳糖酯、海藻酸鈉、羧甲基殼聚糖、羧乙基殼聚糖、羧丙基殼聚糖、聚丙烯酸、聚對苯乙烯磺酸鈉等中的一種，均可采用市售產品。

所述的選擇性降低卷煙煙氣中苯酚類有害物質含量的復合材料的制備方法，可參照本領域現有的聚陽離子與聚陰離子的層層自組裝方法，一般包括如下步驟：

(1)將多孔材料與聚陰離子水溶液充分混合均勻，靜置后過濾，所得濾餅經干燥后得到顆粒狀固體，完成一層聚陰離子單層的組裝；