一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卷烟减害技术领域，具体涉及一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的 复合材料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 卷烟烟气中含有多种醛类化合物，其中低分子醛类多是有害物质，特别是包括甲 醛、乙醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、丁醛等在内的几种低分子醛。甲醛、丙烯醛及巴豆醛是呼吸 道纤毛的毒素，可导致肺部疾病，损害身体健康。因此，选择性降低卷烟烟气中甲醛、丙烯 醛、巴豆醛等低分子醛类物质，可以减少烟气对呼吸道纤毛的毒性，从而降低卷烟的危害。
[0003] 目前，对如何降低卷烟烟气中醛类化合物含量的研宄已经有一些报道，如中国专 利CN102205975A公开了一种改性磷酸铝分子筛，将其添加到卷烟烟丝中可以降低烟气中 醛酮类化合物的含量。中国专利CN101116540B公开了一种由多孔载体经y-乙二胺丙 基三甲氧基硅烷衍生化处理制备的烟草添加剂来降低卷烟主流烟气中醛酮类化合物的含 量。中国专利CN101194755B公开了一种粗孔硅胶表面覆盖一层带有氨基、脲基或酰胺基 化合物层的滤嘴添加剂来降低卷烟烟气中的醛类物质。中国专利CN101433371B公开了 一种涂布氨基化合物的纸质过滤嘴，该过滤嘴可降低卷烟烟气中甲醛15~40%，乙醛10~ 25%，丙烯醛15~30%，巴豆醛10~20%。但这些报道中的大多数均没有体现出对醛类 化合物的同比焦油选择性减害效果。因此，有必要开发一种新型复合材料，使其具有良好的 选择性降低卷烟烟气中醛类化合物的减害性能。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的以上不足，本发明的第一个目的是提供一种选择性降低卷烟烟气 中醛类物质的复合材料，该滤嘴添加剂可选择性降低卷烟烟气中醛类物质。本发明的第二 个目的是提供上述的滤嘴添加剂的制备方法，该方法简单可控，适于工业化生产。本发明的 第三个目的是提供上述的滤嘴添加剂的应用。
[0005] 为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：
[0006] -种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料，所述的复合材料以多孔材料为 载体，且在载体表面负载聚电解质纳米粒子；所述的聚电解质纳米粒子是阳离子型聚电解 质和阴离子型聚电解质的络合物；所述聚电解质纳米粒子在复合材料中的质量百分含量为 0. 01~10. 0% ;所述的阳离子型聚电解质为聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙 基三甲基氯化铵、聚赖氨酸盐酸盐、氨基聚乙二醇盐酸盐、双氨基聚乙二醇盐酸盐、聚丙烯 酰胺中的一种或多种；所述的阴离子型聚电解质为聚天冬氨酸钠、聚丙烯酸钠、羧基聚乙二 醇、二羧基聚乙二醇、聚苯乙烯磺酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种。
[0007] 本发明所述的聚电解质纳米粒子是阳离子型聚电解质和阴离子型聚电解质的络 合物。纳米粒子在多孔载体表面的存在既可增加烟气与复合材料的接触，又不会堵塞多孔 载体的孔隙，提高了多孔载体的吸附选择性。阳离子型聚电解质可提供正电荷用于络合阴 离子型聚电解质形成聚电解质纳米粒子。某些阳离子型聚电解质本身含有的氨基官能团可 与醛类化合物发生反应，达到降低醛类物质的目的。阴离子型聚电解质可提供负电荷用于 络合阳离子型聚电解质形成聚电解质纳米粒子。某些阴离子型聚电解质或者参加与醛类化 合物的反应，达到降低醛类物质的目的；或者提供保润性能，改善卷烟的内在品质。
[0008] 所述聚电解质纳米粒子在复合材料中的质量百分含量为0. 01~10. 0%，可在节 约成本的前提下有效降低烟气中醛类物质的释放量。作为优选，所述聚电解质纳米粒子在 复合材料中的质量百分含量为〇. 2~2%。
[0009] 所述的多孔材料可选用本领域常用的多孔材料，所述的多孔材料为添加剂的载 体，其既为聚电解质纳米粒子的负载提供了基体，其本身的孔隙结构再结合纳米粒子又进 一步提高了减害的选择性。作为优选，所述的多孔材料为活性炭、分子筛、沸石、树脂、硅胶、 海泡石、蒙脱石、硅藻土、凹凸棒土、膨胀烟梗中的一种或多种。
[0010] 为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：
[0011] 一种制备上述的选择性降低卷烟烟气中醛类物质的复合材料的方法，该方法包括 以下的步骤：
[0012] 1)将阳离子型聚电解质和阴离子型聚电解质分别溶解于酸性水溶液或去离子水 中，以阳离子型聚电解质水溶液为母液，将阴离子型聚电解质水溶液逐滴加入其中，通过原 位成核静电自组装的方式，得到聚电解质纳米粒子的分散液；
[0013] 2)以多孔材料为载体，经活化处理后，将其浸渍到上述聚电解质纳米粒子的分散 液中，通过静电驱动原位生长的方式，在其表面负载一定量的聚电解质纳米粒子，经过滤、 洗涤和干燥后得到复合材料。
[0014] 作为优选，所述的步骤1)中所述的阳离子型聚电解质水溶液和阴离子型聚电解 质水溶液的质量百分比浓度分别为0. 01~10%和0. 005%~5%。
[0015] 作为优选，所述的步骤2)中所述的活化处理优选微波照射处理，时间为1-5分钟； 所述的静电驱动原位生长的条件为在25~35°C静置0. 5~3. 5h。
[0016] 为了实现上述的第三个目的，本发明采用了以下的技术方案：
[0017] 上述的复合材料在制备选择性降低卷烟烟气中醛类物质的卷烟滤嘴中的应用。
[0018] 一种选择性降低卷烟烟气中醛类物质的卷烟滤嘴，该卷烟滤嘴中添加了上述的复 合材料，所述复合材料在每支滤嘴中的添加量为5~80mg。
[0019] 作为优选，所述的卷烟滤嘴为二元复合滤嘴，包括近嘴端的普通滤棒以及沿轴向 叠加的近烟丝端的料棒；所述的料棒由所述的滤嘴添加剂和普通滤棒材料组成；或者，所 述的卷烟滤嘴为三元复合滤嘴，包括两段普通滤棒以及沿轴向叠加的料棒，所述的料棒位 于两段普通滤棒之间；所述的料棒由所述的滤嘴添加剂或由所述的滤嘴添加剂和普通滤棒 材料组成。
[0020] 本发明所述的普通滤棒优选用本领域的醋纤棒和纸质嘴棒。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明复合材料制备的卷烟滤嘴，以多孔 材料负载纳米粒子的特殊结构以及负载的聚电解质纳米粒子的官能团实现了有效选择性 降低卷烟烟气中醛类物质的含量。与同规格的市售卷烟相比，采用本发明复合材料制备的 卷烟滤嘴可