[发明专利]十六烷基三甲基溴化铵-铁交联蒙脱石滤嘴添加剂及应用

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟技术领域，具体地说是一种十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）-铁交联蒙脱石滤嘴添加剂及其应用。

背景技术

近年来，随着对卷烟安全性要求的提高，如何降低卷烟有害物质的含量，已经成为烟草行业和医学界普遍关心的话题；卷烟减害降焦也越来越显示其重要性。使用滤嘴添加剂是一种非常好的减害降焦手段。虽然目前关于烟用吸附材料的研究也越来越多，但真正大规模使用的只有活性炭添加剂。

蒙脱石是一种优良的多孔改性基质材料，具有自然界分布广泛，价格便宜，安全无害等多种优点。蒙脱石的001晶面层间非常小，通过阳离子交换，将需要的金属离子交换进入层间，形成插层化合物，层间的金属化合物由于层间高度的限制，呈现为纳米级别的状态。目前，蒙脱石作为一种食品添加剂和药用物质，有着很好的安全性保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种CTAB-铁交联蒙脱石滤嘴添加剂及其应用，它能够有效降低卷烟烟气中焦油、苯并（a）芘等成分的含量。

本发明的技术方案是：用FeCl₃在钠基蒙脱石层间进行插层后，再用CTAB对FeCl₃插层蒙脱石进行阴离子交换反应，最后经洗涤干燥后，得到CTAB-铁交联的蒙脱石滤嘴添加剂。

CTAB-铁交联蒙脱石滤嘴添加剂的具体制备方法如下：

1）钠基蒙脱石（Na-M）的合成：用100g蒙脱石加入1500mL水中，充分溶胀后，加热到85℃并加入5g NaOH和5g Na₂SO_；，反应3h，过滤并洗涤5次，干燥后研磨备用；

2）FeCl₃插层蒙脱石（FeCl₃-M）的合成：300ml去离子水中加入3 g钠基蒙脱石，搅拌1 h，充分溶胀后，加入30 ml0.1 mol/L的FeCl₃溶液，继续剧烈搅拌12 h，并静置24 h后过滤，洗涤，干燥；

3）Fe-CTAB交联柱撑蒙脱石（Fe-CTAB-M）的合成：

取1g FeCl₃-M加入到100 ml去离子水中，搅拌1 h，充分溶胀后，加入3.6 g CTAB，加热至80℃，剧烈搅拌12 h，静置24 h后过滤，洗涤，干燥，得Fe-CTAB交联柱撑蒙脱石滤嘴添加剂材料。

本发明用FeCl₃在钠基蒙脱石层间进行插层，使铁离子能够固定在蒙脱石001晶面层间，得到含铁的改性蒙脱石。将含铁的改性蒙脱石与CTAB反应，将其中的氯离子交换为CTAB阴离子，利用CTAB阴离子的有机特性，能够较好地吸附烟气中的有机成分。

铁离子和CTAB阴离子均是对人体安全无害的离子，因此，该材料具有良好的安全性。

所述的CTAB-铁交联的蒙脱石滤嘴添加剂的应用，是将所述添加剂加入卷烟滤嘴中，加入量为每支卷烟5-40 mg。

本发明在不改变烟支的配方组分的前提下，在卷烟过滤嘴中加入一定量的CTAB-铁交联的蒙脱石滤嘴添加剂。利用材料中CTAB阴离子的有机特性和三价铁离子（Fe³⁺）的无机特性吸附烟气中的部分有害成分。

经扫描电镜、物理吸附和卷烟添加实验测试，改性后的蒙脱石材料其001晶面层间距增大，对部分烟气成分的吸附能力增强该滤嘴添加剂具有可塑性强，吸附效果好，安全无毒的优点，且价格低廉，适用高效。

附图说明

图1是钠基蒙脱石（Na-M）和Fe-CTAB-M的XRD曲线。

图2 是钠基蒙脱石（Na-M）和Fe-CTAB-M的BET曲线。

图3 是Fe-CTAB-M放大10000倍下的SEM图。

具体实施方式

实施例1;

1） 钠基蒙脱石（Na-M）的合成：100g蒙脱石加入1500mL水中，充分溶胀后，加热到85℃并加入5g NaOH和5g Na₂SO₄。反应3h，过滤并洗涤5次，干燥后研磨备用。

2）FeCl₃插层蒙脱石（FeCl₃-M）的合成：300ml去离子水中加入3 g钠基蒙脱石，搅拌1 h，充分溶胀后，加入30 ml0.1 mol/L的FeCl₃溶液，继续剧烈搅拌12 h，并静置24 h后过滤，洗涤，干燥；

3）Fe-CTAB交联柱撑蒙脱石（Fe-CTAB-M）的合成：