[发明专利]一种降低卷烟烟气中氢化氰含量的氨基功能化材料的应用

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟领域中的功能材料的应用，尤其涉及一种降低卷烟主流烟气中氢化氰含量的氨基功能化的介孔氧化硅吸附材料的应用。

背景技术

氢氰酸是一种A类剧毒物，常温下为无色或淡蓝色液体或气体，具有杏仁样气味，味微苦，可溶于水、乙醇，微溶于乙醚，其水溶液呈弱酸性。氢氰酸经过吸入，可取代血红素中的氧气，生成氰化血红蛋白，使血红蛋白失去传递氧的作用，引起组织缺氧而中毒，对人体健康危害很大。

人类的活动会导致氰化物的形成。如汽车尾气和卷烟的烟雾中都含有氰化氢，燃烧某些塑料和羊毛也会产生氰化氢。卷烟烟气中的氢氰酸主要由氨基酸等相关化合物在高温(700-1000℃)下反应生成，含量约为30-200μg/支，虽然含量不高，但是研究有效的减害技术提高卷烟烟气的安全性，是关系到公众身体健康的重要课题。

迄今为止，国内外研究降低卷烟中有害成分的方法主要包括：吸附过滤法、稀释法、直接氧化法和催化氧化法。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，但它对卷烟香气量影响较大，在国内接受程度较低，在中式卷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，活性炭及活性炭上负载金属离子（WO99/11358(1999)）可以有效吸附氢氰酸等有害物质，但对卷烟风格影响较大，给吸食者带来了不愉快的感觉。CN141695A和CN1462652A等专利技术使用催化氧化法在降低卷烟中氢氰酸中的作用，表现出较高的催化活性，但生产成本较高，在生产过程中，还会有在单支卷烟中的分布不均匀现象、不易控制等缺陷。

介孔氧化硅材料是近20年来兴起的材料体系，其特点是具有规整的孔道结构和可调的孔径、较大的比表面积和孔容、良好的热稳定性和化学稳定性，随着人们对介孔氧化硅的制备研究的深入，得到了多个系列的介孔氧化硅材料，如MCM、SBA、FDU及AMS等系列，刘少民等人《中国烟草学报》在2006年8月第12卷第4期第20页至24页报道了介孔氧化硅（M48及金属掺杂的M48）材料用于除去卷烟烟气中苯并[a]芘，华南理工大学郭武生于2010年在硕士学位论文中报道了六方介孔氧化硅(HMS)对烟碱、焦油、CO、低分子醛酮类化合物等有害物质有一定的减害作用，华南理工大学赵娜于2010年在硕士学位论文中报道了六方介孔氧化硅(HMS)对烟碱和焦油有一定的减害作用，华南理工大学舒丽君于2011年在硕士论文中报道了六方介孔氧化硅(HMS)具有一定的降焦作用。

但是，具有氨基功能化的高比表面介孔氧化硅吸附剂用于降低卷烟主流烟气中的氢氰酸尚未见文献报道，仍需继续探索合适的技术和方法。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种降低卷烟主流烟气中的氰化氢含量的氨基功能化介孔氧化硅材料在卷烟主流烟气中的应用，以解决卷烟主流烟气中氢化氰的吸附与去除问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高比表面积的氨基功能化的介孔氧化硅吸附剂在降低卷烟主流烟气中氰化氢含量的应用，该种吸附剂是在介孔氧化硅表面进行氨基功能化而得。

优选的，所述介孔氧化硅为MCM41，其比表面积为500-950m²/g，孔径为1.5-2.5nm。

优选的，所述氨基功能化的介孔氧化硅为氨基功能化的介孔氧化硅MCM41，其比表面积为300-550m²/g，孔径为1.2-1.8nm。

优选的，所述氨基功能化的介孔氧化硅MCM41中所含有的功能化的氨基的量为1.2-2.2mmol/g。

优选的，所述高比表面积的氨基功能化的介孔氧化硅吸附剂在降低卷烟主流烟气中氰化氢含量的应用为将氨基功能化的介孔氧化硅MCM41吸附剂添加到卷烟过滤嘴中，用于降低卷烟主流烟气中氰化氢的含量，具体包括如下步骤：

（1）将氨基功能化的介孔氧化硅MCM41吸附剂过筛，选取80-100目粒径的吸附剂颗粒；

（2）将选取的吸附剂颗粒置于过滤嘴的中间层，与未添加吸附剂的醋酸纤维过滤嘴上层和下层形成三明治型的复合过滤嘴；或者将选取的吸附剂颗粒均匀喷洒于滤棒的醋酸纤维丝束间，并与未添加吸附剂颗粒的滤棒形成上下层结构的复合过滤嘴；其中每只卷烟复合过滤嘴中所含的氨基功能化的介孔氧化硅MCM41吸附剂的量为20~60mg。

上述步骤（2）中，三明治型的复合过滤嘴包括未添加吸附剂的醋酸纤维上层、填有吸附剂颗粒的吸附中间层和未添加吸附剂的醋酸纤维下层。