[发明专利]一种具有降低烟气中NNK功能的滤嘴添加剂合成方法与应用

说明书

本发明涉及一种具有降低烟气中NNK功能的滤嘴添加剂合成方法与应用。采用二氧化硅柱撑剂在钠基蒙脱石层间进行柱撑后，固定在蒙脱石001晶面层间，得到含多重二氧化硅固定的改性蒙脱石材料（SiO₂‑C8‑M）；再将其浸置在羟基铁胶体溶液中，使羟基铁胶体分子充分进入层间，增多活性点位；最后在还原气氛中煅烧，形成亚铁离子点位，即得到所述的滤嘴添加剂，并在卷烟滤嘴中进行使用。经过扫描电镜、物理吸附和卷烟添加实验测试，结果表明本发明所述的滤嘴添加剂材料不仅具有较大的比表面积，而且能够选择性吸附烟气中的NNK。该滤嘴添加剂具有可塑性强，吸附效果好，且价格低廉，适用高效。

技术领域

本发明涉及卷烟技术领域，具体地说是一种具有降低烟气中NNK功能的滤嘴添加剂合成方法与应用。

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。该材料热稳定性较好，通常温度下不会分解。最重要的是，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。

4-( 甲基亚硝基氨基 )-l-(3- 比啶基 )-1- 丁酮 (NNK) 作为烟草特有 N- 亚硝胺(TSNAs，Tobacco-Specific Nitrosamines) 中的一种，是烟草中特有的一种强致癌性成分。它在人体中代谢速度慢，半衰期长，对人体健康危害性极大。因此，NNK 被列入到多个烟草有害成分名单，是卷烟中需要批露和降低的有害成分之一。NNK 主要生成于烟草的调制阶段，NNK 一旦形成生成，便能稳定地存在于烟草中，在卷烟燃烧时能够大量转移到烟气中，进而为人体所吸收。烟草中的 NNK 是卷烟烟气中 NNK 的一个重要来源，因此，降低烟草中的 NNK，便能相应地降低烟气中的 NNK。NNK 分子结构简单，化学活泼性低，导致降低烟草中NNK 比较困难，特别是只降低 NNK 而不影响卷烟口味的选择性减害技术很少。目前，可降低烟草中的NNK 的多种技术手段在降低 NNK 的同时，也降低了烟草中其它有益于卷烟口感的成分。

蒙脱石作为吸附类材料存在一大劣势，即比表面积整体不大，基本处在100-200m²/g左右；而位于其001晶面的层间活性点位由于比表面积的限制，整体量不大，最终导致其能够用于吸附的活性点位不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有降低烟气中NNK功能的滤嘴添加剂合成方法与应用，它具有较高的比表面积，001晶面层间活性点位量充足，能够选择性吸附烟气中的NNK。

本发明的技术方案是：

用二氧化硅柱撑剂在钠基蒙脱石层间进行柱撑后，固定在蒙脱石001晶面层间，得到含多重二氧化硅固定的改性蒙脱石材料（SiO₂-C8-M）；再将其浸置在羟基铁胶体溶液中，使羟基铁胶体分子充分进入层间，增多活性点位；最后在还原气氛中煅烧，形成亚铁离子点位，即得到所述的滤嘴添加剂。

具体按以下步骤进行：

1）．钠基蒙脱石的合成：100g蒙脱石加入1500mL水中，充分溶胀后，加热到85℃并加入5g氢氧化钠和5g硫酸钠反应3h，过滤并洗涤5次，干燥后研磨备用。

2）．CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）插层蒙脱石的合成：50g钠基蒙脱石加入5L水中搅拌成悬浊液，加入两倍其阳离子交换容量的CTAB，80℃下反应4h，过滤并洗涤5次，干燥后研磨。