一种降低卷烟烟气中酚类物质含量的添加物、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种选择性降低卷烟烟气中酚类含量的添加物，该添加物为负载有离子液体的无机载体或者醋酸纤维，将其添加到醋酸纤维滤嘴中制成二元复合嘴棒，能高选择性降低卷烟烟气中酚类含量，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响卷烟口感。本发明专利技术的添加物制备技术简单，添加方便且适合于工业化生产的要求。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于巻烟制备
，具体涉及一种降低巻烟烟气中酚类物质 含量的添加物、制备方法及其应用。
技术介绍
受世界卫生组织及反吸烟运动的影响，吸烟与健康之间的矛盾日益突出。巻烟燃烧是一个复杂的反应，作为烟气中主要组分之一的酚类化合物有40种， 其中最主要的有苯酚和儿茶酚。巻烟烟气中的酚类化合物主要来源于烟叶中 多酚类化合物(绿原酸和芸香苷)的裂解，有证据表明酚类物质的存在能显 著提高多环芳烃的致癌活性，尤其以苯酚，邻、间、对苯二酚，邻、间、对 甲酚这几种酚的危害为大，其中烟气冷凝物中的邻苯二酚有辅助促癌作用， 部分酚对皮肤及呼吸道黏膜有强烈的刺激作用。某些酚类物质还可能影响巻 烟的口感，引起涩味、辣味和余味不干净等等。巻烟烟气中酚类物质含量的 多少直接影响着巻烟的抽吸品质和危害性。因此，采用有效的减害手段，在 选择性地降低巻烟烟气中有害成分的同时最大程度减少巻烟烟气中香味成分 的损失，大幅提高巻烟的吸食安全性，是关系到烟草行业的前途和发展的重 要课题，具有十分重要的意义。目前，国内外降低巻烟中有害成分的研究方法主要包括稀释法、吸附 过滤法和催化氧化法。滤嘴通风稀释法是目前国外广泛采用的一种降焦减害 技术，但它对巻烟香气量影响较大，在国内接受程度较低，在中式巻烟的发 展和应用中存在一定的困难。吸附过滤法在国内外研究比较广泛，常用的吸附剂主要有活性炭、碳分 子筛、碳化聚合物、聚合物吸附剂、硅胶、活性氧化铝、粘土和沸石以及血 红蛋白等。周骏等人在《中国烟草学会2006年学术年会论文集》撰文指出 改性纳米材料的复合滤棒制作出纳米3mg中南海巻烟，其烟气中有害烟草特有N-亚硝胺的总量选择性降低率为53.5%，有害稠环芳烃的总量选择性降低 率为67.20%，芳香胺类总量选择性降低率为52.5%，羰基化合物选择性降低 率为39.2%,酚类化合物选择性降低率为34.6%。美国专利20040025895中应 用纳米Fe203等降低巻烟烟气中氮氧化合物、 一氧化碳、氢氰酸、a-苯并芘、 亚硝胺、酚类、乙醛和苯等有害成分。李绍明等人在《2003年烟草生产与人 体健康和环境保护协调发展研讨会暨中外烟草环保科技展示会法规、专题报 告及论文集》的专题报告中指出对Y型分子筛进行改性后添加到巻烟滤嘴 中，使酚类物质降低45%，同时还能够降低巻烟中其他有害物质。以上技术通过固体物质的阻挡和吸附能够同时降低焦油和其它有害物 质，但应用在中低焦油巻烟上其效果并非如报道那么明显，且不能达到高选 择性降低巻烟烟气单一有害成分的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物，该 添加物能高选择性降低巻烟烟气中酚类含量，在减少对吸烟者造成危害的同 时不影响巻烟口感。本专利技术的添加物为负载有离子液体的无机载体或醋酸纤维，其中离子液 体由有机阳离子和无机阴离子组成。所述离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成。有机阳离子为烷基取代 的咪唑离子、垸基季铵离子、烷基季磷离子中的一种，其中垸基取代基为4、 6、'8、 IO碳烷基中的一种；无机阴离子为Cr、 Br-、 S042-、 PO -、 N(V、 A1CV、 [PF6]-、 [BF4]'、 FeClx'中的一种。离子液体占添加物质量的0.5% 10%。所述无机载体为NaY、氧化铝、MCM-41、 SBA-15、 HMS、 Si02、硅胶 中的一种，无机载体占添加物质量的90% 99.5%。本专利技术的另一目的旨在提供降低巻烟烟气中醛类物质的添加物的制备方法。所述添加物为负载有离子液体的无机载体或醋酸纤维，其离子液体的负 载方法有以下三种1) 当离子液体的无机阴离子组成中含有金属原子时，在常温下将离子液 体涂敷于载体表面，通过酸性离子液体阴离子中的金属原子与载体表面羟基 间的共价键将离子液体固定于载体表面，多余的离子液体用有机溶剂在索氏 提取器中进行抽提，常温下真空干燥生成所需的离子液体。其中离子液体涂敷于载体表面后优选放置12 16小时，常温下真空干燥 时间优选为12 24小时。2) 将离子液体的阳离子进行修饰，加入偶联基团(如l-乙基(三乙氧基 硅基)-3-甲基咪唑的碘盐、三甲氧基硅烷等)，偶联基团与载体表面基团反应 而将离子液体固定于载体表面，然后加入金属氯化物与固定后的离子液体的 阴离子反应(优选反应6 12小时)生成所需的离子液体。3) —种制备权利要求1所述降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物的方 法，其特征在于将离子液体的阳离子进行修饰，加入偶联基团(如1-乙基 (三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑的碘盐、三甲氧基硅垸等)，加入金属氯化物形成离子液体，然后偶联基团与载体表面基团反应而将离子液体固定于载体表面。 多余的离子液体用有机溶剂在索氏提取器中进行抽提，常温下真空干燥生成 所需的离子液体。其中偶联基团与载体表面基团反应时间优选为18 24小时，常温下真空 干燥时间优选为12 24小时。本专利技术的另一目的旨在提供一种降低巻烟烟气中醛类物质的添加物的应 用方式。所述应用方式为将添加物添加到醋酸纤维滤嘴中，制成二元复合嘴棒， 添力口量为4mg 40mg。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势1) 本专利技术巧妙地将离子液体固载到多孔材料上或者醋酸纤维上，利用离 子液体的强溶解性，使烟气中的酚类与离子液体阴离子或者阳离子反应，能 够实现单一组分一酚类物质的选择性降低，而对焦油、CO、亚硝胺类等物质 含量基本上没影响，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响巻烟口感。2) 与传统的固体吸附材料相比，本专利技术利用了液体溶解吸附原理，拓宽了吸附材料范围。3)本专利技术的添加物制备技术简单，添加方便且适合于工业化生产的要求。 具体实施例方式以下实施例旨在更具体地描述本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定，本 专利技术可以按
技术实现思路
所述的任一方式实施。实施例1:将N-甲基咪唑、氯代正丁烷及甲苯依次加入三口瓶中，加热搅拌进行反 应。反应结束后，洗涤、重结晶，所得产物在真空干燥箱中干燥。得到氯代丁基-3-甲基咪唑(BMIC)。将AlCl3按比例慢慢加入BMIC中，于干箱中搅 拌20小时。为了防止A1C13分解，反应在惰性气氛中进行。合成出1-丁基3-甲基咪唑氯铝酸盐([BMIM]-AlCl4),按10%的负载量将其缓慢滴加到预先干 燥和50(TC下焙烧3h的Si02载体上，直到载体表面由干燥变湿润，隔夜搅拌。 过量的离子液体用二氯甲垸在索氏提取器中进行抽提，抽提后常温下真空干 燥16小时，在惰性气氛中保存。把得到[BMIM]-AlCWSi02添加到醋酸纤维 滤嘴中，制成二元复合嘴棒，添加量为40mg，将复合滤嘴巻接成巻烟，该复 合嘴棒对焦油、CO、苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、对-甲酚、(邻+ 间)-甲酚的去除率分别为0.5%、 2°/。、 26.45%、 24.47%、 26.88%、 24.0°/。、 7.8%、 9.10%。实施例2:取10ml正硅酸乙酯，搅拌下用油浴加热到70。C ，然后取lml离子液体 DMImBF4(l-癸基-3-甲基咪唑氟硼酸盐)，再加入8ml无水乙醇，混匀后转移 到正硅酸乙酯中，随后加入3ml浓盐酸，3.5 ml水，12小时候生成凝胶后继 续老化24h，最后常温下真空干燥24小时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低卷烟烟气中酚类物质含量的添加物，其特征在于：所述添加物为负载有离子液体的无机载体或醋酸纤维，其中离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成。

【技术特征摘要】
1、一种降低卷烟烟气中酚类物质含量的添加物，其特征在于所述添加物为负载有离子液体的无机载体或醋酸纤维，其中离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成。2 、根据权利要求1所述的 一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物， 其特征在于所述有机阳离子为烷基取代的咪唑离子、垸基季铵离子、垸 基季磷离子中的一种。3 、根据权利要求2所述的一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物， 其特征在于所述烷基取代基为4、 6、 8、 IO碳烷基中的一种。4、 根据权利要求1所述的一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物， 其特征在于所述无机阴离子为Cr、 Br'、 S042'、 P043—、 N03—、 AlCl4—、 [PF6]'、 [BF4]\ FeClx—中的一种。5、 根据权利要求1所述的一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物， 其特征在于离子液体占添加物质量的0.5% 10%。6、 根据权利要求1所述的一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物， 其特征在于所述无机载体为NaY、氧化铝、MCM-41、 SBA-15、 HMS、 Si02、硅胶中的一种。7、 一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物的制备方法，其特征在 于当离子液体的无机阴离子组成中含有金属原子时，在常温下将离子液 体涂敷于载体表面，通过酸性离子液体阴离子中的金属原子与载体表面羟 基间的共价键将离子液体固定于载体表面，多余的离子液体用有机溶剂在 索氏提取器中进行抽提，常温下真空干燥生成离子液体。8、 根据权利要求7所述的一种降低巻烟烟气中酚类物质含量的添加物 的制备方法，其特征在于将离子液体涂敷于载体表面，放置12 16小时。9、 根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦亮生，银董红，金勇，喻宁亚，黎成勇，贺本荣，
申请(专利权)人：湖南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]