一種選擇性降低卷煙主流煙氣中hcn的液體功能材料及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種選擇性降低卷煙主流煙氣中HCN的液體功能材料及其制備方法 和應用。該液體材料是由過渡金屬離子與富含氨基的聚乙締亞胺絡合得到，將其W涂布 紙-醋纖二元復合濾棒形式應用于卷煙，能夠有效降低主流煙氣中氯化氨釋放量，同時對 卷煙的感官品質影響較小。
【背景技術】
[0002] 隨著人們對健康意識的增強，吸煙與健康研究備受關注，相繼出現(xiàn)了多個煙氣有 害成分名單，如1998年加拿大政府修訂確定46種成分的^ffmann名單、2008年胖1陽確 定的需要優(yōu)先管制9種有害成分建議名單，氯化氨（HCN)均在名單之列。目前，國內外在 降低煙氣中肥N濾棒添加劑方面開展了大量工作，主要有活性炭、分子篩、硅膠、多孔氧化 侶和離子交換樹脂等固體類吸附劑，且主要是采用兩段或=段式醋纖加料復合濾棒。如 US2006207620將炭纖維復合分子篩W二元或=元復合濾棒添加于卷煙，降低煙氣中的 HCN"W02007117115制得高比表面積的活化竹炭W醋纖加料形式應用于卷煙濾嘴，可吸附煙 氣中的焦油、煙堿、HCN等有害物質。CN201210147845將負載型氨基和過渡金屬鹽復配物材 料W醋纖加料二元復合濾棒形式添加于卷煙，用于降低煙氣中的HCN和己豆醒。目前發(fā)明 中降低煙氣HCN的濾棒添加劑主要是固體類材料，且多W醋纖加料形式施加于濾棒，對卷 煙原有濾嘴結構改變較大，容易引起卷煙感官質量變化，同時增加了濾棒成型工藝復雜性， 運些因素共同制約了其在卷煙中的應用。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術存在問題而研制一種選擇性降低卷煙主流 煙氣中HCN的液體功能材料，可通過紙涂布方式應用，不改變?yōu)V棒結構和濾棒成型加工工 藝，最大限度減少了對卷煙感官質量的影響，且較固體材料復合濾棒添加更易實現(xiàn)，應用成 本低。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過W下W下技術方案來實現(xiàn)的：一種選擇性降低卷煙主流煙氣 中HCN的液體功能材料，是由過渡金屬離子與富含氨基的聚乙締亞胺水溶液絡合得到，所 述富含氨基的聚乙締亞胺PEI重均分子量為500~100000,聚乙締亞胺水溶液質量分數(shù)為 5%^0% ;過渡金屬離子為化2\Co2\化2+/3\Ni2\化2+，過渡金屬離子與陽I的用量比例為 0. 1~5X104mol/g陽I(即每克陽I中金屬離子的摩爾量)。
[0005] 過渡金屬離子的加入是通過加入W下含有過渡金屬離子的鹽類來實現(xiàn)：銅、鋒、 儀、鉆、鐵及亞鐵離子的面化物、硫酸鹽和硝酸鹽。 陽006] 絡合反應時間為室溫下攬拌反應40-80min。 陽007] 將過渡金屬離子與富含氨基的聚乙締亞胺（PEI)絡合后得到液體功能材料，將其 W涂布紙-醋纖二元復合濾棒形式應用于卷煙，添加量為IO-ISmg/支，卷煙主流煙氣中HCN 釋放量可選擇性降低25%-40%，同時對卷煙的感官品質總體影響較小。該液體材料通過酸堿 反應及絡合反應協(xié)同作用吸附卷煙煙氣中HCN，同時液體材料W紙涂布方式應用，不改變?yōu)V 嘴結構，最大限度減少了對卷煙感官質量的影響，且紙涂布應用方式較固體材料復合濾棒 添加更易實現(xiàn)，應用成本低。
[0008] 本發(fā)明選用的富含氨基且易溶于水的聚乙締亞胺，既具有堿性，又可與多種金屬 離子形成絡合物。
[0009] 本發(fā)明所述金屬絡合材料的具體制備方法是：將不同重均分子量的PEI配成一定 濃度水溶液，分別加入CuCVHzO、CuS(V5H2〇、aiClz、NiCl2*6H2〇、CoCl2*6H2〇、FeCl2*4H2〇、 FeCl3,6H2〇,室溫下攬拌I小時，即得到金屬離子改性的PEI液體功能材料r+-PEI。
[0010] 本發(fā)明提供的液體功能材料具有如下優(yōu)點： 1. 本發(fā)明利用酸堿反應及絡合反應的協(xié)同作用，選擇性降低卷煙煙氣中的HCN釋放 量； 2. 本發(fā)明能夠選擇性降低卷煙主流煙氣中氯化氨釋放量，有效降低率達25%-40% ; 3. 本發(fā)明的產品為液體材料，W涂布紙-醋纖二元復合濾棒形式應用于卷煙，不改變 濾棒結構和濾棒成型加工工藝，最大限度減少了對卷煙感官質量的影響，且較固體材料復 合濾棒添加更易實現(xiàn)，應用成本低； 4. 本發(fā)明產品安全性高，制備過程簡單，易實現(xiàn)規(guī)模化生產，對環(huán)境基本無污染，成本 較低。
【具體實施方式】
[0011] 下面W實例進一步說明本發(fā)明的實質內容，但本發(fā)明的內容并不限于此。 陽〇1引 實施例1 選取重均分子量為600的PEI，配置成質量分數(shù)40%的水溶液，向其中加入化Clz巧2〇，使化27PEI比值為2. 9X104mol/g，室溫攬拌0. 5小時，制得1#液體功能材料。
[0013] 將該液體功能材料W凹版印刷的方式涂布于紙濾棒用纖維素紙上，涂布時在材 料中加入乙醇調節(jié)涂布液粘度W滿足涂布要求。涂布后經干燥、分切后得到涂布有1# 液體功能材料的紙嘴棒紙，制成紙質濾棒并與醋纖基棒復合后得到紙-醋二元復合濾棒 (lOOmm/4,IOmm紙段+15mm醋纖段)。W相同生產條件下未涂布功能材料的紙-醋復合濾棒 制得的卷煙為對照樣品，紙段涂布1#材料的紙-醋復合濾棒制得的卷煙為1#試驗卷煙樣 品D
[0014] 將卷接好的卷煙置于溫度（22±irc、相對濕度（60 + 2)%條件下平衡48小時， 然后經重量（平均重量±0.Olg)及吸阻（平均吸阻±49Pa)分選，挑出符合標準的試驗 卷煙。在吸煙機上按照標準抽吸條件進行卷煙抽吸，并按照標準YCT253-2008和GB/T 19609-2004分別進行氯化氨釋放量和焦油釋放量的檢測，結果如表1所示。
[0015] 表1卷煙煙氣中焦油和氯化氨釋放量結果(材料添加量lOmg/cig)
結果表明，本發(fā)明的1#液體功能材料W涂布紙-醋纖二元復合濾棒形式應用于卷煙， 可W降低卷煙主流煙氣中氯化氨釋放量30. 2%，而焦油釋放量變化很小，HCN選擇性降低率 為31. 3%。同時，感官質量對比評吸結果表明，1#試驗卷煙總體感官質量與對照卷煙基本一 致。
[0016] 實施例2 選取重均分子量為10000的PEI，配置成質量分數(shù)15%的水溶液，向其中加入NiCl2,6H2〇,使Ni2YPEI比值為4.8X104mol/g，室溫攬拌3小時，制得2#液體功能材料。
[0017] 將該液體功能材料W凹版印刷的方式涂布于紙濾棒用纖維素紙上，涂布時在材 料中加入乙醇調節(jié)涂布液粘度W滿足涂布要求。涂布后經干燥、分切后得到涂布有2# 液體功能材料的紙嘴棒紙，制成紙質濾棒并與醋纖基棒復合后得到紙-醋二元