[發明專利]一種降低卷煙煙氣中氫氰酸的功能化地聚合物材料及其應用

有效

• 申請號: 202011115455.X
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112107027B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李煒;吳洋;張繼光;袁益來;朱瑩
• 申請（專利權）人: 江蘇中煙工業有限責任公司
• 主分類號: A24D3/14
• 分類號: A24D3/14;A24D3/16;A24D3/18
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發明屬于卷煙減害降焦技術領域，具體公開了一種降低卷煙煙氣中氫氰酸的功能化地聚合物材料及其應用，所述的功能化地聚合物材料為負載殼聚糖和金屬離子的地聚合物，是采用殼聚糖、氫氧化鈉、硅酸鈉和納米粘土合成地聚合物復合基體，地聚合物復合基體再浸漬金屬離子溶液得到的，合成過程簡單，成本低，金屬離子和殼聚糖在地聚合物上負載牢固，穩定性好，活性高。本發明的功能化地聚合物材料選擇性好，吸附率高，將其添加在卷煙濾嘴中，能夠有效降低卷煙煙氣中氫氰酸的釋放量，并且不影響卷煙抽吸品質。

技術領域

本發明屬于卷煙減害降焦技術領域，具體涉及一種降低卷煙煙氣中氫氰酸的功能化地聚合物材料及其應用。

背景技術

氫氰酸（HCN）是一種高揮發性的A類劇毒物，吸入后與體內的高鐵型細胞色素氧化酶結合變成氰化高鐵型細胞色素氧化酶，失去傳遞氧的作用，引起組織缺氧而中毒，對人體危害極大。氫氰酸是卷煙煙氣中一種主要的有害物質，主要由氨基酸及相關化合物在700～1000℃裂解產生，在煙氣中含量約為30～300μg/支。提高吸食卷煙的安全性、降低卷煙中的氫氰酸釋放量是當前煙草研究的一個重要方向，也是維護煙民健康的重要保證。

目前，處理氣相中的氫氰酸比較困難，采用的方法主要有稀釋法、吸附法和催化氧化法。其中，催化氧化法的催化溫度較高（如專利CN1416950A和CN1462652A，催化溫度要求250～450℃），而且有可能生成有害的氣態產物，無法應用于卷煙煙氣中的氫氰酸去除；稀釋法使卷煙香氣量損失較大，影響抽吸品質；吸附法因其應用便利性成為國內外降低卷煙主流煙氣氫氰酸釋放量的最為普遍方法。

吸附法脫除煙氣中氫氰酸的研究中，對活性炭研究較為深入，活性碳吸附性好，但選擇性差，在吸附煙氣氣相組分的同時會降低卷煙抽吸品質，具有較大局限性，雖然現有技術通過將活性炭負載能夠選擇性吸附氫氰酸的活性組分，但并不能有效解決上述問題。例如：專利CN103030141A公開了一種選擇性降低煙氣中氫氰酸釋放量的改性炭材料的制備方法，通過將活性炭浸泡在硫酸銅溶液中使其表面負載銅離子，利用銅離子選擇性吸附煙氣中的氫氰酸，這種方法有一定成效，但是銅離子的負載效果并不好，負載量小，穩定性差，所以對于氫氰酸的吸附率并不高，而且活性炭本身具有的碳味也未得到消除，吸食品質難以改善。因此，有必要開發新型材料有效降低卷煙煙氣中的氫氰酸，同時不影響卷煙抽吸品質，提高卷煙吸食安全性。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種降低卷煙煙氣中氫氰酸的功能化地聚合物材料，該材料選擇性好，吸附率高，能夠有效降低煙氣中氫氰酸的釋放量，并且不影響卷煙抽吸品質。

為達到上述目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種降低卷煙煙氣中氫氰酸的功能化地聚合物材料，所述的功能化地聚合物材料為負載殼聚糖和金屬離子的地聚合物。

本發明的功能化地聚合物材料以地聚合物為主體，負載殼聚糖和金屬離子，一方面，氫氰酸的CN-的電負性很強，很容易和金屬離子形成絡合物，另一方面，殼聚糖分子結構中含有大量活潑的氨基，可以和氫氰酸發生酸堿中和反應，殼聚糖和金屬離子兩者協同作用，選擇性吸附卷煙煙氣中的氫氰酸；加上地聚合物本身為多孔結構，比表面積大，能夠提供充足的負載位點及吸附面積，因此本發明吸附率高，吸附速度快，能夠有效降低煙氣中的氫氰酸釋放量；并且功能化地聚合物材料本身無異味，不會影響卷煙抽吸品質，抽吸過程也不會產生有害物質，安全性好。

優選的，所述的金屬離子為鎳離子（Ni²⁺）。金屬離子也可以是Cu²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺等，金屬離子可以是一種，也可以是多種混合，但Ni²⁺在功能化地聚合物材料的負載最為容易，負載效果最好。