[發(fā)明專利]一種卷煙濾棒高分子吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310461393.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103585979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 銀董紅;秦亮生;文建輝;成樂(lè)為;黃嘉若
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;A24D3/14
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 魏娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種卷煙濾棒的高分子吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。?

背景技術(shù)

眾所周知，卷煙燃燒過(guò)程中，煙葉中多酚類化合物（綠原酸和蕓香苷）的裂解會(huì)產(chǎn)生苯酚和兒茶酚等有害物質(zhì)，同時(shí)煙草及煙草制品中含有的鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）、鉻(Cr)等重金屬也會(huì)伴隨煙氣氣溶膠形成煙氣。有證據(jù)表明酚類物質(zhì)的存在會(huì)顯著提高多環(huán)芳烴的致癌活性，尤其以苯酚，鄰、間、對(duì)苯二酚，鄰、間、對(duì)-甲基苯酚這幾種酚的危害為大，其中煙氣冷凝物中的鄰苯二酚有輔助促癌作用，部分酚對(duì)皮膚及呼吸道黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用。同樣，重金屬也可以導(dǎo)致多種疾病的產(chǎn)生，甚至可能致癌。；例如重金屬能導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病，破壞肝腎和骨骼，并引起腎衰竭等；其中Pb是重金屬污染中毒性較大的一種，一旦進(jìn)入人體將很難排除。能直接傷害人的腦細(xì)胞，特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng)，可造成先天智力低下。而As是砒霜的組分之一，有劇毒，可能致人迅速死亡，即使是長(zhǎng)期接觸少量，也會(huì)導(dǎo)致慢性中毒。因此，選擇性降低煙氣中含有的酚類物質(zhì)和重金屬人體健康具有重要的意義。?

為了除去煙氣中產(chǎn)生的各種有害物質(zhì)，人們嘗試了各種不同的方法，如[郭立民等，化學(xué)工程師,2002,1:17]提出使用含殼聚糖的活性炭復(fù)合濾嘴吸附煙氣中的重金屬和其他有害物質(zhì)，雖然該方法能夠獲得一定的吸附效果，但其仍然存在吸附無(wú)選擇性和影響卷煙吸味的問(wèn)題。CN101043826A中公開(kāi)了一種香煙過(guò)濾器，該過(guò)濾器中含有與戊二醛相交聯(lián)的殼聚糖和與乙二醛相交聯(lián)的殼聚糖制成高的表面積/質(zhì)量比的多孔樹(shù)脂材料，可選擇性去除卷煙煙氣中的醛、氰化氫、羰基化合物和重金屬等，但這種材料由于會(huì)同時(shí)降低具有香味作用的羰基化合物而影響卷煙吸味。?

此外，為了除去煙氣中產(chǎn)生的苯酚，201210086596.2公開(kāi)了一種能夠有效吸附煙氣中的有害物質(zhì)苯酚的超高比表面積吸附材料（HCA），該材料通過(guò)懸浮聚合得到的二乙烯基苯吸附樹(shù)脂，然后進(jìn)行后交聯(lián)反應(yīng)制備而成，這種材料可以選擇性吸附苯酚，但聚合過(guò)程中使用的二乙烯基苯單體可能殘留，從而導(dǎo)致材料存在安全性問(wèn)題。201210471805.5公開(kāi)了一種選擇性降低卷煙煙氣中苯酚含量的吸附劑的制備方法，其采用本體聚合方法制備苯酚印跡聚合物，但其也只能對(duì)苯酚進(jìn)行針對(duì)性的吸附。?

由上可知，在現(xiàn)有技術(shù)中是通過(guò)制備不同的吸附劑分別吸附煙氣中產(chǎn)生的苯酚或重金屬，雖然能起到一定的吸附作用，但由于需要制備不同的吸附劑進(jìn)行分別吸附，吸附劑的使用量太大，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中并不實(shí)用，且其分開(kāi)制備步驟復(fù)雜。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)深入研究，成功制得到了一種能夠同時(shí)有效地吸附酚類物質(zhì)和重金屬的高分子吸附劑，且在卷煙中加入少量的這種聚合物，就能同時(shí)得到吸附酚類物質(zhì)和重金屬的效果，具有很好的工業(yè)實(shí)用性。?

本發(fā)明的目的在于提供一種卷煙濾棒高分子吸附劑，該吸附劑能夠有效地同時(shí)吸附酚類物質(zhì)和重金屬，其在卷煙濾棒中只需要添加很少的量就能取得很好的雙重降害效果。?

本發(fā)明的另一目的在于提供一種卷煙濾棒高分子吸附劑的制備方法，該制備工藝簡(jiǎn)單，制得的吸附劑具有良好的吸附效果。?

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種分子印跡聚合物在卷煙濾棒中的應(yīng)用。?

本發(fā)明的技術(shù)方案?

一種卷煙濾棒高分子吸附劑，該吸附劑包含可同時(shí)脫除煙氣酚類物質(zhì)和重金屬的分子印跡聚合物，所述分子印跡聚合物的印跡和洗脫對(duì)象為酚類物質(zhì)與重金屬離子形成的絡(luò)合物模板分子。?

所述分子印跡聚合物是由單體丙烯酰胺與二甲基丙烯酸乙二醇酯聚合反應(yīng)過(guò)程中加入酚類物質(zhì)與重金屬離子絡(luò)合的模板分子，在引發(fā)劑作用下，經(jīng)熱引發(fā)聚合后得到含有模板分子的聚合物，洗脫所述模板分子后得到。?

因此，本發(fā)明的分子印跡聚合物的制備是在丙烯酰胺（AM）與二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）聚合反應(yīng)過(guò)程中加入酚類物質(zhì)與重金屬離子絡(luò)合的模板分子和偶氮二異丁腈（AIBN）引發(fā)劑，通過(guò)熱引發(fā)聚合反應(yīng)后得到含有模板分子的聚合物，再將該聚合物經(jīng)溶劑洗脫，脫除模板分子后，在聚合物空腔內(nèi)留下具有模板分子結(jié)構(gòu)相似的識(shí)別位點(diǎn)，從而得到相應(yīng)的分子印跡聚合物。?

所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。偶氮二異丁腈的用量為丙烯酰胺摩爾量的4-5%。?

分子印跡聚合物的具體合成步驟參見(jiàn)圖4。?

具體制備步驟如下：?

（1）將重金屬氯化物和酚類物質(zhì)加入無(wú)水甲苯與二甲亞砜的混合溶液中，形成酚類物質(zhì)與金屬離子絡(luò)合物模板分子的混合溶液；?