一種測(cè)定卷煙主流煙氣中氰化氫含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卷煙主流煙氣檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)定卷煙主流煙氣中氰化氫含 量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氰化氫（HCN)是重要的環(huán)境污染物之一，其致毒機(jī)理主要為氰離子與氧化型細(xì)胞 色素氧化酶中的三價(jià)鐵結(jié)合，阻斷了氧化過(guò)程中三價(jià)鐵的電子傳遞，使生物組織細(xì)胞不能 利用氧，形成內(nèi)室、昏迷、呼吸停止，嚴(yán)重的于數(shù)分鐘內(nèi)死亡。卷煙主流煙氣中的氰化氫主要 來(lái)自于煙草中含氮化合物的轉(zhuǎn)化，其含量低又容易被氧化降解，且卷煙煙氣組成復(fù)雜，因此 如何測(cè)定卷煙主流煙氣中氰化氫的含量一直都是富有挑戰(zhàn)的工作。
[0003] 卷煙主流煙氣中約50質(zhì)量％的氰化氫存在于粒相物中，剩余氰化氫存在于氣相 物中。目前國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)、HEALTH CANADA等國(guó)際機(jī)構(gòu)通常采用劍橋?yàn)V片捕集主流煙氣粒相 物氰化氫，同時(shí)采用氫氧化鈉-乙二胺溶液捕集主流煙氣氣相物氰化氫。該方法所用裝置 如圖1所示，其中煙支1與捕集器2相連，捕集器2中裝有用于捕集主流煙氣中粒相氰化氫 的劍橋?yàn)V片。捕集器2通過(guò)連接管路3與捕集阱4相連，捕集阱4內(nèi)盛放有氫氧化鈉-乙 二胺溶液，該氫氧化鈉-乙二胺溶液用于捕集主流煙氣中氣相氰化氫。捕集阱4通過(guò)連接 管路5與抽吸單元6相連。上述捕集方法需要先捕集主流煙氣中的粒相物氰化氫和氣相物 氰化氫，再分別獲得粒相洗脫液和氣相吸收液兩種待測(cè)溶液。二者衍生化后分別采用分光 光度法進(jìn)行測(cè)定。該方法裝置復(fù)雜、前處理和檢測(cè)過(guò)程繁瑣、工作量大。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)還需要更好的測(cè)定卷煙主流煙氣中氰化氫含量的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明一方面提供一種同時(shí)捕集卷煙主流煙氣中氣相和粒相氰化氫的方法。本發(fā) 明又一方面提供一種測(cè)定主流煙氣中氰化氫含量的方法。
[0006] 本發(fā)明第一方面提供一種同時(shí)捕集卷煙主流煙氣中氣相和粒相氰化氫的方法，該 方法采用含有可溶性二價(jià)銅鹽的玻璃纖維濾片捕集主流煙氣中的氰化氫。
[0007] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的捕集方法，所述可溶性二價(jià)銅鹽為 選自以下物質(zhì)的一種或多種：硫酸銅、硫酸銅水合物、氯化銅、氯化銅水合物、硝酸銅、硝酸 銅水合物、醋酸銅、醋酸銅水合物。
[0008] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的捕集方法，每15cm2所述含有可溶性 二價(jià)銅鹽的玻璃纖維濾片中銅元素的含量為〇. 001~〇. 5mmol，優(yōu)選為0. 2~0. 3mmol。
[0009] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的捕集方法，其中所述含有可溶性二 價(jià)銅鹽的玻璃纖維濾片按如下方法制備：將二價(jià)銅鹽溶液施加于玻璃纖維濾片上，然后晾 干，使用前將該玻璃纖維濾片在合適的相對(duì)濕度和溫度下平衡一定時(shí)間；
[0010] 相對(duì)濕度優(yōu)選為60% ±2%，溫度優(yōu)選為22± 1°C，平衡時(shí)間優(yōu)選為48小時(shí)；
[0011] 優(yōu)選地，所述二價(jià)銅鹽溶液中銅離子的濃度為10 3~10 iol/L ;
[0012] 優(yōu)選地，每15cm2玻璃纖維濾片上施加的二價(jià)銅鹽溶液的量為1~5ml，優(yōu)選為2~ 3ml〇
[0013] 在實(shí)驗(yàn)前，先將含有可溶性二價(jià)銅鹽的玻璃纖維濾片在合適的溫度和濕度（濕度 為60% ±2%，溫度22±1°C)的環(huán)境中平衡合適的時(shí)間（例如48h)后，濾片含有一定量的 水分。而且，由于煙氣中也含有一定的水分，濾片水分和煙氣水分共同作為銅離子與氰化氫 反應(yīng)介質(zhì)?？扇苄糟~鹽可以溶于濾片及煙氣中的水分，并產(chǎn)生銅離子，從而與氰化氫發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)捕集效果。
[0014] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的捕集方法，其中所述玻璃纖維濾片 為劍橋?yàn)V片，例如直徑為44mm或92mm的劍橋?yàn)V片，優(yōu)選為直徑44mm的劍橋?yàn)V片。經(jīng)計(jì)算， 直徑44mm的劍橋?yàn)V片的面積為約15cm 2。
[0015] 本發(fā)明第二方面提供一種卷煙主流煙氣中氰化氫含量的測(cè)定方法，該方法使用本 發(fā)明前述任一項(xiàng)的捕集方法捕集主流煙氣中的氰化氫。
[0016] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的測(cè)定方法，該方法包括以下步驟的 一步或多步：
[0017] 1)使用本發(fā)明前述任一項(xiàng)的捕集方法捕集主流煙氣中的氰化氫，獲得捕集有氰化 氫的玻璃纖維濾片；
[0018] 2)用K0H水溶液洗脫捕集有氰化氫的玻璃纖維濾片，獲得氰化氫洗脫液；
[0019] 3)測(cè)定氰化氫洗脫液中的氰化氫含量；
[0020] 4)計(jì)算每支卷煙主流煙氣中氰化氫含量；
[0021] 優(yōu)選采用外標(biāo)法定量。
[0022] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的測(cè)定方法，其中步驟3)使用離子色 譜法測(cè)定氰化氫洗脫液中的氰化氫含量；
[0023] 優(yōu)選地，所述離子色譜法為抑制型離子色譜法，抑制電流優(yōu)選為170~190yA，更 優(yōu)選為179uA。
[0024] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明前述任一項(xiàng)的測(cè)定方法，所述離子色譜法的參數(shù) 選自以下一項(xiàng)或多項(xiàng)：
[0025] a)尚子柱溫：25~35°C，優(yōu)選為30°C ;
[0026] b)流速：1. 1 ~1. 5mL/min，優(yōu)選為 1. 2mL/min ；
[0027] c)進(jìn)樣體積：20~30 u L，優(yōu)選為25 u L ;
[0028] d)流動(dòng)相：K0H水溶液；
[0029] 優(yōu)選地，K0H水溶液淋洗程序如下：
[0030] 0 ~20min，K0H 濃度為 5mmol/L，
[0031] 20 ~20. lmin，K0H 濃度為 10mmol/L，
[0032] 20. 1 ~25. lmin，K0H 濃度為 60mmol/L，
[0033] 25. 1 ~~28. lmin，K0H 濃度為 5mmol/L。
[0034] 除非特別說(shuō)明：
[0035] 本發(fā)明中所述可溶性二價(jià)銅鹽為可溶于水或易溶于水，且溶于水后在水中產(chǎn)生一 定濃度的Cu 2+離子的二價(jià)銅鹽。
[0036] 本發(fā)明中所述溶液均為水溶液。
[0037] 本發(fā)明實(shí)驗(yàn)中未明確限定的步驟按照按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。
[0038] 本發(fā)明專利的有益效果
[0039] 本發(fā)明采用含有可溶性二價(jià)銅鹽的劍橋?yàn)V片，同時(shí)捕集主流煙氣中的粒相物氰化 氫和氣相物氰化氫，將捕集有氰化氫劍橋?yàn)V片經(jīng)K0H溶液洗脫后，一次性測(cè)定洗脫液中的 氰化氫含量，計(jì)算獲得卷煙主流煙氣中的氰化氫含量。相比傳統(tǒng)方法，本發(fā)明方法有以下優(yōu) 占.
[0040] (1)捕集裝置簡(jiǎn)單，無(wú)需連接捕集阱；
[0041] (2)測(cè)量步驟簡(jiǎn)單，本發(fā)明無(wú)需對(duì)主流煙氣中粒相物和氣相物氰化氫分別處理。本 發(fā)明方法一次性捕集主流煙氣中的粒相物氰化氫和氣相物氰化氫，一次性獲得氰化氫洗脫 液，一次性檢測(cè)洗脫液中的氰化氫含量。與現(xiàn)有技術(shù)的其它方法相比，本發(fā)明方法操作簡(jiǎn) 便，縮短了試驗(yàn)周期。
[0042] (3)本發(fā)明采用含有可溶性二價(jià)銅鹽的玻璃纖維濾片捕集主流煙氣中氣相和粒相 氰化氫。在卷煙抽吸過(guò)程中，煙氣通過(guò)濾片的流量大（35mL/s)、且時(shí)間短（2s)，本發(fā)明玻璃 纖維濾片既能夠有效吸附主流煙氣中的粒相物，還能夠充分地與主流煙氣中氣相氰化氫發(fā) 生絡(luò)合反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主流煙氣中氣相和粒相氰化氫的充分捕集。
[0043] (4)本發(fā)明采用K0H溶液洗脫玻璃纖維濾片上的氰化氫，由于離子色譜儀通常帶 有K0H自動(dòng)發(fā)生器，因此不必另行配制K0H溶液，簡(jiǎn)化了檢測(cè)流程。
[0044] (5)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，本發(fā)明采用離子色譜法檢測(cè)洗脫液中的氰化氫含量，并優(yōu)化了 離子色譜參數(shù)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高。
[0045] (6)捕集率高，本發(fā)明方法對(duì)卷煙主流驗(yàn)證中氣相和粒相氰化氫的捕集率達(dá)99% 以上，捕集率高。
[0046] 綜上所述，本發(fā)明方法簡(jiǎn)化了氰化氫捕集裝置和步驟和優(yōu)化了檢測(cè)步驟，不僅提 高捕集效率，縮短前處理時(shí)間，而且方法簡(jiǎn)便。本發(fā)明方法具有較高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。在附 圖中：
[0048] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)捕集主流煙氣中氰化氫的裝置示意圖；
[0049] 圖2為實(shí)施例1捕集主流煙氣中氰化氫的裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0051] 實(shí)施例1~3
[0052] 1)所用的試劑和儀器
[0053] 試劑：氰化氫標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液、硫酸銅、K0H、肯塔基3R4F參比樣品、超純水；
[0054] 儀器：離子色譜儀（配備柱溫箱、梯度栗、陰離子抑制器、K0H發(fā)生器和電導(dǎo)檢測(cè) 器）、抽吸單元（SM450吸煙機(jī)）、天平、超聲波發(fā)生器、純水儀、0. 45 ym水相濾膜、5mL -次 性針筒、①44mm劍橋?yàn)V片（whatman F319-04)。
[0055] 2)濾片制備：采用移液槍移取CuS04溶液（實(shí)施例1~3的CuSO4溶液的濃度和 體積如表1所示），槍頭對(duì)準(zhǔn)濾片毛面中心，CuS04溶液垂直勻速滴入濾片中，濾液由濾片中 心向邊沿?cái)U(kuò)散，滴加完后，濾片表面濕潤(rùn)且略帶淺藍(lán)色。晾干后，濾片表面干燥且略帶淺藍(lán) 色，說(shuō)明晾干后的濾片表面存在硫酸銅的水合物。
[0056] 表1CuS04溶液的濃度和體積
[0057]
[0058] 3)卷煙件淮畝漢米懺：將冰處夜煙懺茆和丄邊哫卞的到橋?yàn)V片置于 22°C ±1°C和相對(duì)濕度為60% ±2%的環(huán)境中平衡48h，濾片在相對(duì)濕度為60% ±2%的環(huán) 境中平衡48h后，濾片含有水分。
[0059] 按照GB/T5606. 1-2004 (卷煙第1部分：抽樣）抽取卷煙樣品。
[0060] 4)卷