[发明专利]一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟减害技术领域，具体涉及一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

卷烟烟气中含有多种醛类化合物，其中低分子醛类多是有害物质，特别是包括甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、丁醛等在内的几种低分子醛。甲醛、丙烯醛及巴豆醛是呼吸道纤毛的毒素，可导致肺部疾病，损害身体健康。因此，选择性降低卷烟烟气中甲醛、丙烯醛、巴豆醛等低分子醛类物质，可以减少烟气对呼吸道纤毛的毒性，从而降低卷烟的危害。

目前，对如何降低卷烟烟气中醛类化合物含量的研究已经有一些报道，如中国专利 CN 102205975A公开了一种改性磷酸铝分子筛，将其添加到卷烟烟丝中可以降低烟气中醛酮类化合物的含量。中国专利CN 101116540 B公开了一种由多孔载体经γ-乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理制备的烟草添加剂来降低卷烟主流烟气中醛酮类化合物的含量。中国专利CN 101194755 B公开了一种粗孔硅胶表面覆盖一层带有氨基、脲基或酰胺基化合物层的滤嘴添加剂来降低卷烟烟气中的醛类物质。中国专利CN 101433371 B公开了一种涂布氨基化合物的纸质过滤嘴，该过滤嘴可降低卷烟烟气中甲醛15～40％，乙醛10～25％，丙烯醛 15～30％，巴豆醛10～20％。但这些报道中的大多数均没有体现出对醛类化合物的同比焦油选择性减害效果。因此，有必要开发一种新型复合材料，使其具有良好的选择性降低卷烟烟气中醛类化合物的减害性能。

发明内容

针对现有技术的以上不足，本发明的第一个目的是提供一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料，该滤嘴添加剂可选择性降低卷烟烟气中醛类物质。本发明的第二个目的是提供上述的滤嘴添加剂的制备方法，该方法简单可控，适于工业化生产。本发明的第三个目的是提供上述的滤嘴添加剂的应用。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料，所述的复合材料以多孔材料为载体，且在载体表面负载聚电解质纳米粒子；所述的聚电解质纳米粒子是阳离子型聚电解质和阴离子型聚电解质的络合物；所述聚电解质纳米粒子在复合材料中的质量百分含量为0.01～10.0％；所述的阳离子型聚电解质为聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚赖氨酸盐酸盐、氨基聚乙二醇盐酸盐、双氨基聚乙二醇盐酸盐、聚丙烯酰胺中的一种或多种；所述的阴离子型聚电解质为聚天冬氨酸钠、聚丙烯酸钠、羧基聚乙二醇、二羧基聚乙二醇、聚苯乙烯磺酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种。

本发明所述的聚电解质纳米粒子是阳离子型聚电解质和阴离子型聚电解质的络合物。纳米粒子在多孔载体表面的存在既可增加烟气与复合材料的接触，又不会堵塞多孔载体的孔隙，提高了多孔载体的吸附选择性。阳离子型聚电解质可提供正电荷用于络合阴离子型聚电解质形成聚电解质纳米粒子。某些阳离子型聚电解质本身含有的氨基官能团可与醛类化合物发生反应，达到降低醛类物质的目的。阴离子型聚电解质可提供负电荷用于络合阳离子型聚电解质形成聚电解质纳米粒子。某些阴离子型聚电解质或者参加与醛类化合物的反应，达到降低醛类物质的目的；或者提供保润性能，改善卷烟的内在品质。

所述聚电解质纳米粒子在复合材料中的质量百分含量为0.01～10.0％，可在节约成本的前提下有效降低烟气中醛类物质的释放量。作为优选，所述聚电解质纳米粒子在复合材料中的质量百分含量为0.2～2％。

所述的多孔材料可选用本领域常用的多孔材料，所述的多孔材料为添加剂的载体，其既为聚电解质纳米粒子的负载提供了基体，其本身的孔隙结构再结合纳米粒子又进一步提高了减害的选择性。作为优选，所述的多孔材料为活性炭、分子筛、沸石、树脂、硅胶、海泡石、蒙脱石、硅藻土、凹凸棒土、膨胀烟梗中的一种或多种。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制备上述的选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料的方法，该方法包括以下的步骤：

1)将阳离子型聚电解质和阴离子型聚电解质分别溶解于酸性水溶液或去离子水中，以阳离子型聚电解质水溶液为母液，将阴离子型聚电解质水溶液逐滴加入其中，通过原位成核静电自组装的方式，得到聚电解质纳米粒子的分散液；

2)以多孔材料为载体，经活化处理后，将其浸渍到上述聚电解质纳米粒子的分散液中，通过静电驱动原位生长的方式，在其表面负载一定量的聚电解质纳米粒子，经过滤、洗涤和干燥后得到复合材料。