[发明专利]一种能降低卷烟烟气中尼古丁含量的吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于卷烟材料制备技术领域，具体涉及一种能够有效降低卷烟烟气中尼古丁含量的吸附剂的制备方法。

背景技术

卷烟燃烧时所产生的烟气中含有一氧化碳、尼古丁等多种有害成分，其中尼古丁能使人体心跳速度加快、血压升高并对其产生依赖性，不利于人体健康，尼古丁是卷烟质量的重要指标之一。 

目前主要采用滤嘴通风、卷烟纸打孔等物理手段来降低烟气中的尼古丁含量，由于在降低尼古丁含量的同时，卷烟焦油含量也在降低，严重影响卷烟的内在感官质量。因此，选择性降低卷烟烟气中尼古丁的含量（相对于焦油含量）对卷烟生产企业具有重要意义。

现有技术中有使用对尼古丁具有特异性吸附功能的聚合物吸附剂来吸附卷烟烟气中尼古丁的报道，但这种吸附剂采用分子印迹技术中的本体聚合方法进行制备，所得的聚合物吸附剂结合位点包埋严重、不利于分子传质，并且吸附及解吸速度较慢，选择性差，对卷烟烟气中尼古丁的吸附能力较小。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够有效降低卷烟烟气中尼古丁含量的吸附剂的制备方法。采用牺牲硅胶法制备得到的该吸附剂应用于卷烟复合嘴棒中，能选择性降低卷烟烟气中的尼古丁含量。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

一种能降低卷烟烟气中尼古丁含量的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：准确量取尼古丁 162 mg、甲基丙烯酸0.17 mL、乙二醇二甲基丙烯酸酯7.8 mL、偶氮二异丁腈10 mg以及硅胶5000 mg备用；其中，尼古丁（NIC）为印迹分子、甲基丙烯酸(MAA)为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂、偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂、硅胶为牺牲载体；

（2）分子印迹：将尼古丁放入20 mL氯仿中完全溶解，加入甲基丙烯酸后于25℃条件下震荡3 h，震荡条件144 r / min ，然后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈搅拌均匀，通氮气3 min，加入硅胶后再通氮气3 min，真空密封，在60℃的恒温水浴中振荡24 h使之发生聚合反应； 

（3）去除硅胶：将聚合物导入容器中，加入25 mL氢氟酸后密封，于25 ℃条件下搅拌反应12 h后过滤，所得滤液用0.1 mol/L的NaOH溶液洗至pH7.0，再用超纯水充分清洗，除去残余的酸、碱及其反应产物；

（4）萃取：将除去硅胶的聚合物放入索氏萃取器内，用含体积分数为10%乙酸的甲醇溶液洗脱至紫外检测尼古丁无特征吸收，紫外检测波长260 nm，然后用乙醇浸泡除去残余乙酸及甲醇；

（5）干燥：萃取后的聚合物置于温度60℃下真空干燥12h即得所需吸附剂。

本发明的制备方法即牺牲硅胶骨架法是一种新近出现的表面分子印迹方法。它是在硅胶表面进行分子印迹，在印迹过程完成后，硅胶用氢氟酸溶解洗去，即可得到具有分子识别功能的微球。该微球基本保持了原有硅胶微球的形状，而且具有更大的孔体积与比表面积，反应位点多，具有较高的选择性和吸附能力。

与现有技术相比，本发明具有如下效果：

1、本发明首次采用牺牲硅胶分子印迹方法制备对尼古丁具有高度选择性的聚合物吸附剂，该方法操作简单，成本低廉，便于大规模工业化生产。

2、本发明制备方法得到的吸附剂以甲基丙烯酸—乙二醇二甲基丙烯酸的共聚物为基本骨架，表面疏松多孔，并含有大量结构、形状与NIC分子相匹配的孔穴，因而对尼古丁具有高度选择性。

3、本发明制备方法得到的吸附剂具有较高的印迹效果和特异识别性，印迹效果明显优于传统本体聚合方法制备得到的吸附剂。

4、将本发明所制备的吸附剂按照不同比例添加到三元复合嘴棒中，当添加量为10 mg/支，与对比样相比，烟气中尼古丁的降低率为23.8%，相对焦油的降低率为10.4%；当添加量为20 mg/支，与对比样相比，烟气中尼古丁的降低率为43.7%，相对焦油的降低率为23.4%，选择性降低尼古丁的效果非常明显，可用于卷烟生产中。

附图说明

图1为硅胶和本发明制备得到的吸附剂在400～4000cm^-1范围内的红外光谱图；

图2为硅胶在扫描电子显微镜下的结构图；

图3为本发明制备得到的吸附剂MIP在扫描电子显微镜下的结构图；

图4为对照组吸附剂NIP在扫描电子显微镜下的结构图。

具体实施方式