本发明专利技术涉及一种滤嘴添加材料及其制备方法和应用，所述添加材料为钛酸盐纳米管，采用常规的水热法合成。它可广泛应用于卷烟的嘴棒中，以降低卷烟主流烟气中的多种有害物质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于香烟添加材料，更具体涉及一种降低卷烟主流烟气中多种有害成分释放量的钛酸盐纳米管添加材料及其制备方法和应用。
技术介绍
科学研究证据和流行病学统计证明，吸烟对人类的健康会产生显着的危害，香烟烟气中的主要成分有焦油、烟碱(尼古丁)和一氧化碳(CO)等，对人体有毒有害，其中焦油对人有致癌作用。香烟燃烧生成的CO使人缺氧，烟碱(尼古丁)则十分容易使人产生依赖性(成瘾)，还能麻痹人的呼吸中枢，引起人的心血管疾病等。另外，多环芳烃、亚硝胺等物质是卷烟烟气中最重要、数量最多的一类致癌物，在吸烟致癌方面起着主要作用。为了减少主流烟气对人体产生的危害，国内外的烟草科研工作者做了大量的研究。利用卷烟滤嘴里的添加材料降低卷烟主流烟气中的有害物质是人们常见的研究方法之一。南京大学恽之瑜等人将NaY和NaZSM-5等沸石作为添加剂均勻分散在烟丝中，有效的去除烟气中的亚硝胺。该研究小组又专利技术了另一种可降低卷烟烟气中亚硝胺含量的卷烟添加剂，该添加剂主要有多孔材料的海藻酸盐悬浮溶液组成，可喷在烟丝上，多孔材料可以是硅胶、多孔氧化铝、Na型4A沸石或多孔硅铝酸盐等，该法可使卷烟烟气中的亚硝胺含量降低17% -65%。湖南中烟将金属氧化物(Al203、Fe203、Al203-Fe203)改性的活性炭纤维添加到滤嘴中，选择性降低烟气中28%的苯酚。近期，他们的专利CN101297715A公开一种降低烟气中酚类物质含量的方法将离子液体固载到多孔材料或醋酸纤维上，利用离子液体的强溶解性，使烟气中的酚类和离子液体阴离子或者阳离子反应，能够实现烟气中酚类化合物的选择性降低，其中苯酚可降低26. 5%。国外烟草行业同行也开发出多种无机金属类功能材料用于降低烟气中的有害成分，如美国专利20040025895中采用纳米!^e2O3降低了卷烟烟气中的酚类化合物。US4300577 公开了一种带有伯氨基的弱吸附剂，可以同时降低卷烟烟气中的甲醛、丙烯醛及巴豆醛类物质和氢氰酸。但是，这些材料存在着不足之处。首先，这些嘴棒添加材料价格较昂贵或制备过程较复杂难以用于工业化生产，其安全性也有待进一步的研究；其次，这些添加材料所能降解的有害物质成分较单一，不能做到多种有害物质同时降解。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种滤嘴添加材料及其制备方法和应用，该材料制备方法简单，廉价安全，应用于卷烟的嘴棒中，能同时降低卷烟主流烟气中的焦油，烟碱，一氧化碳，氨，氰化氢(氢氰酸)，苯酚等酚类化合物，巴豆醛等羰基化合物等有害物质。本专利技术是通过如下技术方案实施的 一种滤嘴添加材料为钛酸盐纳米管。该滤嘴添加材料的制备方法是将TiO2与碱溶液采取常规的水热法制备。所述制备方法中TiA的添加量为0. 5 100克，碱溶液的浓度为5 15摩尔/升，碱溶液的添加量为10 1000毫升。所述制备方法中的碱溶液包括烧碱溶液。所述滤嘴添加材料的应用是将滤嘴添加材料钛酸盐纳米管以粉末形式添加到卷烟的嘴棒中，其添加量为5 50 mg。所采用的TiA包括可用于食品、化妆品等领域的TiA粉末。如图1所示对制得的样品使用XRD进行分析，其分子式可表征为Na(X)!K2-X) Τ 307 ·ηΗ20 (χ=0. 1-1)。对制得的样品进行SEM和TEM分析，见图2、3，从得到的照片可知钛酸盐纳米管添加材料比表面达300 m2. g-1以上，长度短的为几百纳米，长的可至微米级， 随机排布。管的内径约为5 nm,外径约为10 nm。本专利技术的优点为本专利技术制备方法简单，制备的钛酸盐纳米管廉价安全，将其应用于卷烟的嘴棒中，能同时降低卷烟主流烟气中的焦油，烟碱，一氧化碳，氨，氰化氢(氢氰酸)，苯酚等酚类化合物，巴豆醛等羰基化合物等有害物质。附图说明图1为采用荷兰PANalytical公司产X’ Pert PRO型X射线衍射仪测定钛酸盐纳米管添加材料的晶相，X射线为Cu靶，λ = 0. 15418nm ；图2为采用Hitachi公司S4800环境扫描电子显微镜(SEM)观察钛酸盐纳米管添加材料样品形貌；图3为采用日本JEOL公司产的JE0L-2010型高分辨透射电子显微镜(TEM)观察钛酸盐纳米片添加材料样品的形貌；图4为钛酸盐纳米管添加材料降低有害物质的结果。具体实施例方式钛酸盐纳米管的制备方法为以0. 5 100克廉价的TiA为原料和浓度为10 1000毫升5 15摩尔/升的碱溶液充分混合均勻后，在聚四氟乙烯容器中373 421下反应1 3天；生成的产物pH值调节至1 7经过蒸馏水充分洗涤后，在323 371下常压干燥1 40h制得钛酸盐纳米管添加材料。所述的生成的产物pH值调节采用0. 1 0. 5摩尔/升的盐酸或硝酸。所述的干燥采用常压干燥。所制备出的钛酸盐纳米片添加材料为层状结构，比表面达300 m2. g—1以上，长度短的为几百纳米，长的可至微米级，随机排布。管的内径约为5 nm,外径约为10 nm。实施例1以0. 5克廉价的TiA为原料和浓度为10毫升5摩尔/升的碱溶液充分混合均勻后， 在聚四氟乙烯容器中371下反应1天；生成的产物pH值调节至1经过蒸馏水充分洗涤后， 在371下常压干燥证制得钛酸盐纳米管添加材料。实施例2以1克廉价的TiA为原料和浓度为20毫升10摩尔/升的碱溶液充分混合均勻后， 在聚四氟乙烯容器中391下反应1天；生成的产物PH值调节至1经过蒸馏水充分洗涤后，在351下常压干燥IOh制得钛酸盐纳米管添加材料。实施例3以2克廉价的TiA为原料和浓度为50毫升10摩尔/升的碱溶液充分混合均勻后，在聚四氟乙烯容器中391下反应3天；生成的产物pH值调节至3经过蒸馏水充分洗涤后，在 353K下常压干燥20h制得钛酸盐纳米管添加材料。实施例4以10克廉价的TiA为原料和浓度为500毫升10摩尔/升的碱溶液充分混合均勻后， 在聚四氟乙烯容器中40 下反应3天；生成的产物PH值调节至5经过蒸馏水充分洗涤后， 在341下常压干燥40h制得钛酸盐纳米管添加材料。实施例5以100克廉价的TiA为原料和浓度为1000毫升15摩尔/升的碱溶液充分混合均勻后，在聚四氟乙烯容器中421下反应2天；生成的产物PH值调节至2经过蒸馏水充分洗涤后，在321下常压干燥30h制得钛酸盐纳米管添加材料。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。性能测试分别将未加钛酸盐纳米管添加材料的卷烟对照样和加入钛酸盐纳米管添加材料的卷烟样品放在吸烟机上按照标准抽吸条件在吸烟机上进行卷烟抽吸实验，依据国际标准 IS0-10315和IS0-4387，对验样品卷烟烟气焦油和尼古丁进行捕集、测定。依据上海烟草 (集团)公司正在制订的《卷烟主流烟气中氨的测定一离子色谱法》对实验样品卷烟烟气氨进行捕集、测定。依据YC/T253-2008《卷烟主流烟气中氰化氢的测定连续流动法》的烟草行业标准方法对实验样品卷烟烟气HCN进行捕集、测定。依据YC/T255-2008《卷烟主流烟气中主要酚类化合物的测定高效液相色谱法》的烟草行业标准方法对实验样品卷烟烟气苯酚等酚类化合物进行捕集、测定。依据YC/T254-2008《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》的烟草本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种滤嘴添加材料，其特征在于：所述添加材料为钛酸盐纳米管。
【技术特征摘要】
1.一种滤嘴添加材料，其特征在于所述添加材料为钛酸盐纳米管。2.一种如权利要求1所述的滤嘴添加材料的制备方法，其特征在于所述制备方法是将TiA与碱溶液采取常规的水热法制备。3.根据权利要求2所述的滤嘴添加材料的制备方法，其特征在于所述制备方法中 TiO2的添加量为0. 5 100克，碱溶液的浓度为5 15摩尔/升，碱溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓其馨，魏明灯，傅辉，谢卫，黄朝章，洪振生，
申请(专利权)人：福州大学，福建中烟工业公司，
类型：发明
国别省市：35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。