[发明专利]一种新型选择性降害滤嘴材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卷烟降害滤嘴材料，具体涉及一种新型选择性降害滤嘴材料及其制备方法

背景技术

随着《烟草控制框架公约》的签订，卷烟主流烟气中焦油、CO、HCN等有害成分倍受关注，研发优质安全的低危害卷烟已成为国际卷烟的发展方向。其中，具有降害功能的新型滤嘴材料已经是各个卷烟企业突破的重点，成为卷烟工作者研究的热点。

血红蛋白因其与CO、HCN等有害物质的高结合难解离的特性，成为降害研究的重点。John C.Stavridis教授对血红蛋白降低卷烟烟气中有害成分进行研究；张爱华将血红素加入到滤嘴中，进行降焦降害的研究；深圳卷烟厂选用希腊黄金滤嘴公司开发的复合滤嘴，进一步制成卷烟进行研究。然而，在这些研究中，血红蛋白直接由滤嘴吸附或者由活性炭吸附后，再添加于滤嘴当中，这样就无法确保血红蛋白的活性，也就无法确保其降害效果。并且，含活性炭的滤嘴，给烤烟型卷烟香气造成负面的影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种新型选择性降害滤嘴材料，并将该材料应用于烟草降焦减害。该材料可以降低烟气有害物质，其中，CO和HCN选择性的大幅降低，而对卷烟评吸品质影响较小。

本发明还提供一种新型选择性降害滤嘴材料的制备方法。

本发明的技术方案是这样是咸的：它是包载了血红蛋白的纳米水凝胶颗粒材料，其中血红蛋白的质量百分比为5％--70％。

其中所述纳米水凝胶颗粒材料优选化学式为以下结构的有机化合物：

其中n＝14，m＝28。

本发明的制备方法，它包括以下步骤：

合成反应方程式为：

1)将聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸、交联剂四乙二醇-双甲基丙烯酸酯溶于乙腈中，再加入引发剂偶氮二异丁腈进行反应，反应完成后将反应产物分离固体杂质后，冷冻干燥制得纳米介孔水凝胶颗粒材料；

2)将血红蛋白溶于酸性缓冲溶液中，加入纳米介孔水凝胶颗粒，经振荡、离心分离，得上清液冷冻干燥，得到水凝胶血红蛋白纳米滤嘴材料。

其中所述参加反应的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯和甲基丙烯酸以及交联剂四乙二醇-双甲基丙烯酸酯重量比例为2∶4∶1。

其中所述酸性缓冲液为磷酸缓冲溶液，浓度为10μmol/L.

其中所述的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯分子量为2000。

反应温度为70-80℃，反应时间为1-5小时。

本发明的水凝胶具有良好的物理化学性质和生物相容性，与其他载体相比，纳米介孔水凝胶与被固定在其中的药物或生物活性分子的相互作用极其微小，可使被固定的物质长时间的保持活性。本发明制备方法的第一步中合成条件温和，设备简单，操作方便，可以实现大规模的工业化生产；第二步中，血红蛋白固定在第一步合成的水凝胶颗粒中，条件温和，可以确保血红蛋白的活性，并且可以长期保存。同时避免现有血红蛋白吸附在活性炭上，应用于滤嘴中，给烤烟型卷烟带来的香气损失。这种新型滤嘴材料在确保卷烟品质的前提下，降害降焦效果显著，具有较广阔的应用前景。

纳米水凝胶颗粒(PNH)的表征：

1.红外光谱分析

采用红外光谱仪测定样品的红外光谱，方法是固体样品和KBr粉末混研压片后直接进行测试，扫描次数为256次，分辨率为2cm^-1。并依据IR图谱中相关峰的位置及峰形的分析，确定样品的结构。

从红外谱图可以看出：1717.23cm^-1处为羧酸C＝O的伸缩振动峰；在1111.26cm^-1处为PEG C-O-C的反对称伸缩振动峰；在3410.48cm^-1处为羟基的特征吸收峰；而在1633cm^-1附近的C＝C的伸缩振动峰消失，表明发生共聚合反应，生成预期结构的共聚物。

2.扫描电镜分析

将样品用无水乙醇分散，经超声加强分散后，取数滴滴于载玻片上，待乙醇挥发，载玻片进行喷金，然后用扫描电镜观察，并于合适区域拍摄纳米粒形态照片，依照片分析纳米粒粒径及粒径分布。

3.透射电镜分析

样品分散在去离子水中，超声加强分散效果，用滴管取数滴滴于铜网上，滴加磷钨酸稀溶液染色，吸附约30秒，用滤纸将多余液体吸走，于室温下晾干。然后用透射电镜观察，并于合适区域拍摄纳米粒形态照片，依照片分析纳米粒粒径及粒径分布。

4.激光粒度仪分析