[发明专利]用于降低烟碱含量的纳米金属-有机框架材料及其应用

说明书

本发明具体涉及一种用于降低烟碱含量的纳米金属‑有机框架材料及其制备方法和应用，通过水热搅拌合成方法得到具有三维结构的纳米金属‑有机框架材料，分子式为C₁₃H₈N₇O₉Cu_2.5，该材料具有高度水热稳定性和空气稳定性。本发明的纳米金属‑有机框架材料的合成路线是将三水合硝酸铜，5‑硝基‑1,2,3‑苯三甲酸，1,2,4‑三氮唑按比例加入到水溶液中，用一水合氢氧化锂调节酸碱度，在85℃反应后降至室温得到目标产物。目标产物能快速选择性吸附烟碱小分子化合物。本发明中的材料制备方法简单、合成时间短、绿色环保、成本低、产率高，且具有良好稳定性，产品尺寸为纳米级别，应用效果好，并能实现有效降低烟碱含量的能力。

技术领域

本发明涉及金属-有机框架和卷烟减害降焦的技术领域，具体涉及一种用于降低烟碱含量的纳米金属-有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

吸烟与健康是烟民和烟草行业关注和面临的主要挑战之一。自20世纪50年代以来，降焦减害技术一直都是国际烟草界研究的重点、热点和难点。烟草行业20世纪80年代以后更是把降低卷烟焦油等有害成分作为主要研究课题，进行了多方面的技术攻关。现在我国卷烟平均焦油释放量已从过去的每支30mg以上降到了2002年的每支14.75mg以下。但是，卷烟的降焦工作是一项十分艰巨的工作，尤其是我国卷烟消费者习惯吸食烤烟型卷烟，降焦工作的难度也因此更显突出。另外，随着我国加入WTO之后，我们的市场将被打开，如何保证中式卷烟的优势地位和市场，减害降焦问题变得尤为突出。减低烟叶中烟碱含量是提高卷烟制品安全性的有效手段，有利于降低烟气的刺激性和降低焦油中的有害物质含量。降低烟碱含量能降低烟草产品危害，提高产品的安全性，进一步提高我国卷烟产品的核心竞争能力。

金属-有机框架是一类由金属离子与有机配体通过配位键构筑的具有三维网络结构的晶态材料。金属-有机框架材料因其结构的多样性、孔道尺寸的可调节性而在包括气体的存储和分离、小分子识别等诸多领域都具有潜在的应用价值。

尽管金属-有机框架结构和功能具有多样性，有十分广阔的应用前景。但是目前已报道的大部分金属-有机框架制备原料昂贵，合成过程需要使用有机溶剂，不仅增加原料费用而且不环保，且大部分金属-有机框架材料在空气中和水中不稳定，制约了其在实际生产中的应用。而且已报道的大部分金属-有机框架，粒径大达不到纳米级别，比表面积小，应用效果差，本发明旨在解决以上制约因素，发明一种能更好应用于卷烟减害降焦的粒径为纳米级别的金属有机框架材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于降低烟碱含量的纳米金属-有机框架材料及其制备方法和应用，以解决现有的金属-有机框架空气中稳定性差、粒径大、比表面积小导致的吸附效果差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种用于降低烟碱含量的纳米金属-有机框架材料，分子式为C₁₃H₈N₇O₉Cu_2.5，该纳米金属-有机框架材料具有高度水热稳定性和空气稳定性。

优选的，所述有机框架材料呈具有孔径的三维结构。

优选的，a为13.3703～13.3713Å，b为22.3514～22.3526Å，c为14.3059～14.3067Å，α=γ=90°，β=110.586～110.598°。

上述用于降低烟碱含量的纳米金属-有机框架材料的制备方法；包括如下述步骤：