[发明专利]一种选择性吸附卷烟烟气中巴豆醛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，具体涉及一种能够选择性吸附卷烟烟气中巴豆醛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、巴豆醛等多种有害成分。其中，巴豆醛比类似的饱和醛毒性大，对眼结膜及上呼吸道粘膜有强烈刺激作用，长期接触会引起慢性鼻炎、神经系统机能障碍，可造成结膜炎、角膜损伤等，不利于人体健康。因此，如何有效降低卷烟烟气中巴豆醛的含量（相对于焦油含量）对卷烟生产企业具有重要意义。

由于巴豆醛分子具有碳碳双键，能与功能单体和交联剂发生聚合，所以常规的分子印记方法不能制备巴豆醛的分子印记聚合物。目前尚没有选择性吸附卷烟烟气中巴豆醛的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够选择性吸附卷烟烟气中巴豆醛的吸附剂的制备方法，使用正丁醛作为假模板，采用牺牲硅胶法制备巴豆醛印迹聚合物，并将其作为巴豆醛吸附剂并应用于卷烟复合嘴棒，从而实现卷烟烟气中巴豆醛的选择性降低。

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。

一种选择性吸附卷烟烟气中巴豆醛的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：准确量取正丁醛1 mmol  ，功能单体4 mmol，乙二醇二甲基丙烯酸酯20 mmol，偶氮二异丁腈20 mg以及硅胶50 mg 备用；其中，正丁醛为模板分子，功能单体为α-甲基丙烯酸（MAA）、2-乙烯基吡啶(2-VP)、4-乙烯基吡啶（4-VP）或丙烯酰胺（AM）中的一种，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）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：将正丁醛放入50～100倍体积的甲醇中完全溶解，加入功能单体后在25℃下恒温振荡3小时，震荡条件120 r/min ，使正丁醛与功能单体充分作用，然后再加入乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈搅拌混匀，转入50 mL玻璃安瓿瓶中，通氮气脱氧5～10 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；所述的致孔剂为甲醇、2-氯甲烷、氯仿或四氢呋喃；

（3）去除硅胶：将聚合物导入容器中，加入10 ml浓度为0.1 mol/L 的氢氟酸后密封，于25℃条件下搅拌反应12h后过滤，所得滤液用0.1 mol/L的NaOH溶液洗至pH 7.0，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：所得聚合物用体积比1:9的冰乙酸-甲醇溶液索氏提取至流出液中无印迹分子，再用甲醇洗至中性，除去过量的酸；

（5）干燥：将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，本发明具有如下有益效果：

1、本发明首次采用假模板牺牲硅胶分子印迹方法制备对巴豆醛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、形状与巴豆醛分子相匹配的孔穴，因而对巴豆醛具有高度选择性。

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，烟气中巴豆醛的降低率为21.9%，相对焦油的相对降低率为10.1%；当添加量为20 mg/支，与对比样相比，烟气中巴豆醛的降低率为46.0%，相对焦油的相对降低率为25.8%，选择性降低巴豆醛的效果非常明显，可用于卷烟生产中。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，但应当理解，实施例仅为对本发明的解释，并不以任何方式对本发明进行限制，本领域技术人员根据本发明的精神所作的各种改动或修改，同样落于本发明的保护范围。

实施例1