【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卷烟成分分析，尤其涉及烟气吸附材料、捕集片以及卷烟烟气挥发性组分的检测方法。
技术介绍
1、卷烟燃烧是一个复杂的化学体系，除了有机物充分燃烧裂解产生的气相物质(如一氧化碳、水、甲烷等低级烃类化合物)外，由于部分区域氧气供应不足，许多复杂化学变化都在缺氧状态下发生，烟丝中的挥发性物质(如半挥发性5元环和6元环的氮一杂环化合物)也会挥发进入烟气流中，同时烟草中的萜烯类、糖类、氨基酸类、纤维素类和许多其他成分通过热分解，热合成、干馏、聚合、缩合、自由基等反应产生挥发性、半挥发性气体。其中有害物质会影响吸烟者的睡眠质量和生育能力，导致慢性支气管炎。骨质疏松等健康问题，甚至会引发冠心病、癌症等重大疾病。随着人们健康意识的提高，对卷烟燃烧产生的烟气中的有害物质愈发关注。因此，在卷烟出厂之前，对于烟气中成分组成的分析测定对于提升烟叶品质，推动烟叶的可持续发展具有十分重要的意义。
2、现有技术中，卷烟烟气成分的检测方法有gc-ms法、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术等，比如申请人曾提出的公开号为cn113406238a的专利文件公开的一种卷烟烟气挥发性组分的高效检测方法，包括以下步骤：s1、烟气成分的提取，对卷烟进行抽吸和烟气捕集，使待测卷烟主流烟气通过剑桥滤片；s2、样品前处理，将上述步骤s1得到的剑桥滤片裁剪成小碎片，取碎片于顶空瓶中，加入内标液得到样品，然后将样品置于冰箱中储存备用；s3、顶空固相微萃取，将上述步骤s2制备的样品取出放入恒温箱静置解冻，然后采用全自动顶空固相微萃取hs-spme进行萃取；s4
3、目前使用的检测方法能检测得到533种挥发性物质，但对主流烟气中一些含量极低的成分，比如多环芳烃(苯并蒽、苯并芘等)、芳香胺及其衍生物(氨基萘、氨基联苯等)，依旧难以有效检测出来；这些成分在主流烟气中虽然含量极低，但是它们的生物毒性相对较高，对其进行检测以进行暴露风险评估有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决上述问题，提供一种烟气吸附材料、捕集片以及卷烟烟气挥发性组分的检测方法，利用烟气吸附材料有效提高对烟气中各种成分的富集效果，从而提高对烟气的检测范围和检测精度。
2、本专利技术解决问题的技术方案是：首先，提供一种烟气吸附材料，包括共价有机骨架负载的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪。
3、申请人发现，现有技术之所以难以检测到烟气中含量极低的多环芳烃和芳香胺，主要原因在于难以对这些含量极低的成分进行有效富集，因此，本申请中首先提供了一种烟气吸附材料。其中，四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪(tct)是一种杂原子杯芳烃，由氮原子桥连两个苯环和两个三嗪环组成，其特异性的化学结构赋予其多模式分子识别功能，例如tct的芳香环可以与被吸附物产生π-π作用，氮杂原子可以与被吸附物产生氢键作用、电荷转移作用，大环空腔可以发挥包结作用，以及离子交换作用等，不仅能够进一步捕集烟气中含量相对较高的成分，而且对含量极低的多环芳烃和芳香胺也能够有效吸附富集。同时通过共价有机骨架(cof)负载四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪，一方面，共价有机骨架本身具有大的多孔隙结构、可延展的共轭体系、以及大量苯环、丰富的桥连氮原子，能够进一步通过多种分子间相互作用、包括π-π相互作用、c-h-π相互作用、n-h-o氢键、lp-π相互作用捕集烟气中的各种成分、尤其是芳香胺，提高烟气富集效果。另一方面，共价有机骨架作为有机聚合物，其通过化学键直接结合负载四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪，使得整个吸附材料具有较好的稳定性，使得四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪不易脱落，避免四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪混入样品影响后续检测、便于四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪的回收；相比较而言，现有技术中有用二氧化硅负载四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪的技术，二氧化硅通过硅烷偶联剂间接地结合四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪，四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪存在易脱落的问题。
4、基于此，本申请提供了一种对烟气中各种成分、尤其是含量极低的多环芳烃和芳香胺捕集效果好，且结构稳定、主要吸附成分四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪不易脱落的烟气吸附材料。
5、其中，根据构建单元不同，共价有机骨架的孔道形状不同，共价有机骨架的孔道形状不受限制，比如可以是六边形cof，包括硼氧六环连接的cof-1，硼酸酯连接的cof-6、cof-8、cof-11、cof-14、cof-16、cof-18，亚胺连接的tppa、tpbd、tppaso3h、tppa-py、eb-cof:x(x＝f,cl,br,i)、tpb-dmtp、tapb-pda、tpb-tp，腙连接的cof-42、cof-43，三嗪连接的ctf-1，碳碳双键连接的cof-701。还可以是四边形cof，包括tph-cof、pc-pbba、znp-cof等。还可以是菱形cof，包括ilcof-1、py-azine cof、sp2c-cof等。还可以是三角形cof，包括hpb-cof、hbc-cof、hat-cof、hfptp-bpda-cof等。作为本专利技术的优选，所述共价有机骨架为六边形cof，具有相对较大的表面积和孔体积，有利于烟气成分的进一步吸附存储。
6、共价有机骨架应该进行功能化设计，以通过化学键负载四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪，主要期望与四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪环碳上的c＝n不饱和键进行亲核取代反应，因此共价有机骨架功能化的方向可以有氨基化、羟基化、巯基化等。作为本专利技术的优选，所述共价有机骨架为氨基功能化cof、羟基功能化cof、巯基功能化cof中的至少一种。
7、这些功能化cof的制备方法不受限制，比如其可以通过以下步骤制备：a.合成乙烯基cof；b.在乙烯基cof上接枝功能化基团。
8、作为本专利技术的优选，步骤a中，以1,4-二醛基-2,5-二乙烯基苯(dva)以及1,3,5-三(4-氨苯基)苯(tab)为原料，在乙腈和室温下合成乙烯基cof。
9、在一些实施方式中，采用氨基功能化cof，作为本专利技术的优选，步骤b中，以乙烯基cof、4-氨基苯硫酚为原料，在偶氮二异丁腈和90～100℃下合成。
10、在一些实施方式中，采用巯基功能化cof，作为本专利技术的优选，步骤b中，以乙烯基cof、1,2-乙二硫醇为原料，在偶氮二异丁腈和70～90℃下合成。
11、为了便于烟气吸附材料的回收，作为本专利技术的优选，所述共价有机骨架为磁性改性的共价有机骨架，所述磁性改性的共价有机骨架以fe3o4为核、以共价有机骨架为壳、以sio2为壳核连接层。
12、这种磁性改性的方法不受限制，比如其可以通过以下步骤改性：a.合成fe3o4磁性纳米球；b.在fe3o4磁性纳米球上原位合成二氧化硅，得到fe3o4@sio2；c.将fe3o4@sio2氨基化，得到fe3o4@sio2-nh2；d.在fe3o4@sio2-nh2上原位合成乙烯基cof；e.功能化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烟气吸附材料，其特征在于：包括共价有机骨架负载的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪。
2.根据权利要求1所述的一种烟气吸附材料，其特征在于：所述共价有机骨架为六边形COF。
3.根据权利要求1所述的一种烟气吸附材料，其特征在于：所述共价有机骨架为氨基功能化COF、羟基功能化COF、巯基功能化COF中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种烟气吸附材料，其特征在于：所述共价有机骨架为磁性改性的共价有机骨架，所述磁性改性的共价有机骨架以Fe3O4为核、以共价有机骨架为壳、以SiO2为壳核连接层。
5.一种烟气捕集片，其特征在于：包括滤片以及负载在所述滤片上的吸附材料，所述吸附材料为如权利要求1～4任意一项所述的烟气吸附材料。
6.根据权利要求5所述的一种烟气捕集片，其特征在于：所述滤片为玻璃纤维滤片。
7.根据权利要求5所述的一种烟气捕集片，其特征在于：所述滤片与所述烟气吸附材料的质量比为1：(0.005～0.02)。
8.一种卷烟烟气挥发性组分的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述的一种卷烟烟气挥发性组分的检测方法，其特征在于：所述顶空固相微萃取中，萃取头表面涂布有所述烟气吸附材料。
...【技术特征摘要】
1.一种烟气吸附材料，其特征在于：包括共价有机骨架负载的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪。
2.根据权利要求1所述的一种烟气吸附材料，其特征在于：所述共价有机骨架为六边形cof。
3.根据权利要求1所述的一种烟气吸附材料，其特征在于：所述共价有机骨架为氨基功能化cof、羟基功能化cof、巯基功能化cof中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种烟气吸附材料，其特征在于：所述共价有机骨架为磁性改性的共价有机骨架，所述磁性改性的共价有机骨架以fe3o4为核、以共价有机骨架为壳、以sio2为壳核连接层。
5.一种烟气捕集片，其特征在于：包括滤片以及负载在所述滤片上的吸附材料，所述吸附材料为如...
【专利技术属性】
技术研发人员：李颖雪，金江山，江雪彬，李超，王海明，郭国宁，
申请(专利权)人：湖北中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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