[發(fā)明專利]一種鈦酸鍶納米管及制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310304361.0
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103359778A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧其馨;葉仲力;劉江生;黃華發(fā);方鉦中;黃朝章;張建平;蘇明亮;吳清輝;謝衛(wèi);許寒春
• 申請（專利權(quán)）人: 福建中煙工業(yè)有限責任公司
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;B82Y30/00;A24D3/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 蘇紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于卷煙減害降焦領(lǐng)域，具體的說，涉及一種鈦酸鍶納米管及制備方法和用途，該鈦酸鍶納米管可以作為吸附劑用于降低卷煙主流煙氣中的煙草特有亞硝胺含量。

背景技術(shù)

流行病學(xué)調(diào)查表明，吸煙可引起人體肺、支氣管、口腔等疾病。煙草及煙氣中致病因子主要有多環(huán)芳烴類、亞硝胺類等，其中煙草特有N-亞硝胺（tobacco-specific?N-nitrosamines,TSNAs）以N-亞硝基去甲基煙堿(NNN)、N-亞硝基假木賊堿(NAB)、N-亞硝基新煙草堿(NAT)和4-(N-甲基-N-亞硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)為主。這是一類僅存在于煙草及煙氣中的N-亞硝胺化合物，屬于器官特異性致癌物質(zhì)，具有較強的致癌性，其作用的主要靶器官是肺組織，在煙草及煙氣所致疾病中起著非常重要的作用，從而成為人們關(guān)注的熱點。降低卷煙煙氣中的TSNAs含量對提高卷煙安全性具有重要意義。

為了減少煙草特有亞硝胺的釋放量，國內(nèi)外煙草科研工作者做了大量的研究。南京大學(xué)朱建華等公開了用于吸附煙草主流煙氣里亞硝胺的介孔新材料（CN101053446A），將高吸附性能的介孔材料用作香煙過濾棒的添加材料，添加材料是由高黏度、難揮發(fā)的液膜化合物鋪展在介孔分子篩的內(nèi)外表面而成，或者是含有模板劑膠束的介孔分子篩材料用于降低主流煙氣中亞硝胺的介孔分子篩的制備方法（CN101053446A）。湖南中煙公開了一種降低卷煙煙氣中亞硝胺和酚類物質(zhì)的卷煙濾嘴及其制備方法，利用金屬氧化物改性活性炭纖維用于降低卷煙煙氣中的亞硝胺和酚類（CN101015394A）。但是，這些嘴棒添加材料價格較昂貴或制備過程較復(fù)雜難以用于工業(yè)化生產(chǎn)，其安全性也有待進一步的研究。瓊尼·R·威廉斯公開了一種在干燥階段中把植株進行微波輻射的方法（CN1231583A），用于減少煙草中的NNN和NNK。玉溪紅塔煙草集團在生產(chǎn)過程中噴施海藻酸鈉溶液，降低主流煙氣中的亞硝胺（CN1335107A）。但是這些方法對煙草特有亞硝胺去除的量較小且工業(yè)生產(chǎn)存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述目前存在的問題，本發(fā)明提供一種制備鈦酸鍶納米管的制備方法，發(fā)明人令人驚訝地發(fā)現(xiàn)利用本發(fā)明提供的制備方法獲得的鈦酸鍶納米管作為吸附劑能夠顯著降低主流煙氣中4種煙草特有亞硝胺（N-亞硝基降煙堿(ＮＮＮ)、N-亞硝基新煙堿(ＮＡＴ)、N-亞硝基假木賊堿(ＮＡＢ)和4-(甲基亞硝胺基)-4-(3-吡啶基)-1-丁酮(ＮＮＫ)）的釋放量，較少卷煙煙氣中煙草特有亞硝胺對人體產(chǎn)生的危害。本發(fā)明基于上述發(fā)現(xiàn)得以完成。

本發(fā)明的第一方面提供一種制備鈦酸鍶納米管的方法，包括以下步驟：

1）將堿的水溶液和乙醇混合攪拌均勻后，加入鈦酸丁酯混合攪拌均勻，在463～503K下反應(yīng)1～3天，反應(yīng)完成后，調(diào)節(jié)反應(yīng)產(chǎn)物的pH值至1～7，經(jīng)過蒸餾水充分洗滌，離心得白色凝膠物質(zhì)；

2）將步驟1）得到的白色凝膠物質(zhì)與氯化鍶溶液攪拌均勻，在373～403K下反應(yīng)10～30小時后，洗滌，過濾，在323～373K下常壓干燥1～40小時制得白色粉末，即為鈦酸鍶納米管。

根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的制備方法，其中所述的堿選自氫氧化鈉或氫氧化鉀。

根據(jù)本發(fā)明第一方面任一項所述的制備方法，其中所述的乙醇的濃度70%～99%，優(yōu)選為70%～98%，更優(yōu)選為70%、90%或99%。

根據(jù)本發(fā)明第一方面任一項所述的制備方法，其中所述的堿的水溶液的濃度為1～5mol/L，優(yōu)選為1mol/L、3mol/L或5mol/L。

根據(jù)本發(fā)明第一方面任一項所述的制備方法，其中鈦酸丁酯、堿的水溶液、乙醇、氯化鍶水溶液的體積比為(0.8-1.2)﹕(0.8-1.2)﹕(2.5-3.5)，優(yōu)選的體積比為1：1：3。

根據(jù)本發(fā)明第一方面任一項所述的制備方法，其中所述的氯化鍶是濃度為0.2～1mol/L的氯化鍶水溶液，優(yōu)選為0.2mol/L、0.5mol/L或1mol/L，并且鈦酸丁酯與氯化鍶水溶液的體積比為1～3﹕1，優(yōu)選為1.25～2.5﹕1，更優(yōu)選為1.25﹕1、2﹕1或2.5﹕1。

本發(fā)明第一方面所述的制備方法制備得到的鈦酸鍶納米管具有附圖1所示的X射線衍射圖。該鈦酸鍶納米管的掃描電鏡圖如附圖2所示，其透射電鏡圖如附圖3所示。該鈦酸鍶納米管比表面積較大，約為180～270m2/g，具有很強的吸附能力，容易與煙氣中的有害成份充分接觸，可以將其應(yīng)用于卷煙濾嘴中，用于降低煙氣中煙草特有亞硝胺釋放量。