[发明专利]一种降低卷烟烟气中有害成分的添加剂及其卷烟

说明书

技术领域

本发明属于卷烟加工领域，具体涉及一种降低卷烟烟气中有害成分的卷烟添加剂及由其制作的卷烟。

技术背景

现阶段烟草行业面临着世界卫生组织(WHO)以及《控烟框架条约》的多重压力，另一方面，随着生活水平和生活质量的不断提高，吸烟与健康之间的矛盾日益突出，对卷烟安全性的要求也越来越高，降低卷烟烟气中的焦油量，尤其是降低烟气中的有害成分是烟草行业面临的一项重要任务。

卷烟燃烧是一个非常复杂的反应，主流烟气中存在多种具有致癌或协同致癌作用的有害成分，以3，4-苯并[a]芘为代表的多环芳烃和以苯酚、儿茶酚为代表的酚类物质是其中重要的两类有害成分。多环芳烃(PAHs)是烟草在高温缺氧条件下不完全燃烧的产物，各种有机物热解所生成的有机物碎片，经过复杂的聚合过程形成多种多环芳烃，其中大约有30种具有致癌性，3，4-苯并[a]芘的致癌性最高，其次是二苯并[a，h]蒽、苯并[b]荧蒽等。卷烟烟气中的酚类化合物主要来源于烟叶中的多酚类物质的裂解，烟气中儿茶酚具有辅助致癌作用，且酚类物质对呼吸道黏膜有比较强的刺激作用，影响卷烟的抽吸品质。因此，在降低卷烟烟气中焦油含量的同时，选择性地降低卷烟烟气中的有害成分，提高卷烟的吸食安全性，对烟草行业的发展具有重要意义。

碳纳米管是碳晶体家族的一个新成员，其径向尺寸小，管的外径一般在几纳米到几十纳米，管的内径更小。而碳纳米管的长度一般在几微米至几百微米，长度和直径比非常大，可达10³-10⁶。因此，碳纳米管被认为是一种典型的一维纳米材料。碳纳米管这种独特的一维纤维结构，纳米级的直径、高的有效比表面积和高的长径比，并且化学性质稳定，使其成为一种良好的吸附材料。碳纳米管的吸附有两种：物理吸附和化学吸附。物理吸附中的作用力主要是纳米管与吸附质之间的范德华力。有研究表明(J Am Chem Soc，2001，123：2058-2059)，碳纳米管表面为富含π电子的多烯结构，这种特殊的结构使得碳纳米管与苯环之间存在着较强的π-π共轭效应。这种π-π共轭效应使碳纳米管对烟气中的含苯环的有害物质如苯并芘、苯并蒽等多环芳烃、酚类物质有着比较强的化学吸附作用，在降低卷烟烟气中焦油含量的同时，碳纳米管还可以达到选择性的去除烟气中多环芳烃和酚类物质等有害成分的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低卷烟烟气中多环芳烃和酚类物质含量的卷烟添加剂，该添加剂能高选择性地降低卷烟烟气中多环芳烃和酚类物质的含量。

本发明的第二个目的是提供上述添加剂制备的卷烟。

一种降低卷烟主流烟气中有害成分的卷烟添加剂：是将碳纳米管分散于表面活性剂水溶液中所得到的悬液。

碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种；优选多壁碳纳米管。碳纳米管长度直径比为10³-10⁶。

所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、4-乙烯基吡啶、二甲亚砜、聚乙二醇、十二烷基甜菜碱、曲拉通X-30、聚乙烯基吡咯烷酮中的任何一种或几种的复配物。

所述的表面活性剂水溶液的浓度为0.04-0.4mol/l，碳纳米管在悬液中的浓度为5-40mg/ml。

所述的卷烟添加剂制备的卷烟：是将卷烟添加剂加入由其它烟用添加剂、丙二醇、乙醇和水调配而成的加料香精中，喷洒于烟叶上，或者将添加剂单独喷洒于烟叶上；然后经过润叶、切丝、烘丝、加香、卷制、包装工艺，制得的成品卷烟，所述的卷烟添加剂是将碳纳米管分散于表面活性剂水溶液中所得到的悬液。

所述碳纳米管添加剂的添加量为烟丝重量的1-25％，优选15-20％。

本发明的碳纳米管卷烟添加剂的制备方法如下：一种降低卷烟烟气中多环芳烃和酚类物质含量的卷烟添加剂，首先按传统方法合成碳纳米管(包括单壁碳纳米管及多壁碳纳米管)并进行纯化处理，然后配制表面活性剂溶液，溶液中表面活性剂浓度为0.04-0.4mol/l，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、4-乙烯基吡啶、十二烷基甜菜碱、曲拉通X-30、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或其中几种表面活性剂的复配物。将碳纳米管加入表面活性剂溶液中，加入量为5-40mg/ml，通过超声使其形成分散均匀、稳定的悬液，即得到本发明的碳纳米管卷烟添加剂。