本发明涉及一种选择性降低卷烟主流烟气中巴豆醛的氨基酸离子液体的制备方法及其在卷烟中的应用。
背景技术：
巴豆醛作为卷烟烟气的代表性有害成分，存在于多个烟气主要有害成分名单，如国内7种代表性有害成分名单、加拿大卫生部烟气有害成分测试名单、美国环保署化学毒性物质名单、WHO提出需要优先管制的18种有害成分。目前，降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的常用手段是在滤棒中添加具有吸附作用的添加剂，如活性炭、壳聚糖、碱性离子交换树脂、含氨基的聚合物多孔材料等。这些固体类添加剂，通常以二元或三元复合形式应用于卷烟，对卷烟原有滤嘴结构改变较大，容易引起卷烟感官品质变化，同时增加了滤棒成型工艺复杂性和制造成本，从而制约了该类滤棒添加剂在卷烟生产中的应用。液体类功能材料可通过纸涂布、溶液喷洒等形式应用，添加方式简便易行、成本低，对滤棒结构改变小，避免由此带来卷烟感官品质的变化， 与固体类材料相比，应用成本低、适用性强。
技术实现要素：
本发明的目的正是针对现有技术状况而提供一种选择性降低卷烟主流烟气中巴豆醛的氨基酸离子液体的制备方法，通过纸涂布方式应用，不改变滤棒结构和滤棒成型加工工艺，不改变卷烟感官品质，而且较固体材料复合滤棒添加更易实现，应用成本低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种选择性降低卷烟主流烟气中巴豆醛的氨基酸离子液体的制备方法，通过氨基酸的羧基和四烷基氢氧化铵的氢氧根发生酸碱中和反应，合成四烷基氢氧化铵型氨基酸离子液体，具体方式为，将氨基酸加入四烷基氢氧化铵水溶液（摩尔比为1.5:1～2.0:1）中进行充分混合，30～40 ℃下搅拌反应10～14 h，反应后的离子液体溶液在70～80 ℃下真空旋转蒸发除去水，所得样品继续在60 ℃下真空干燥24 h后，用无水乙醇萃取并过滤不溶物，所得溶液在旋转蒸发除去乙醇，然后继续在45 ℃下真空干燥48 h，即得纯化后的四烷基氢氧化铵型氨基酸离子液体。
所述氨基酸为苏氨酸、丝氨酸和苯丙氨酸中的一种。
所述四烷基氢氧化铵为四丙基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵中的一种。
将制备的四烷基季铵型氨基酸离子液体以涂布方式应用于卷烟，可选择性降低主流烟气中的巴豆醛，且不会影响卷烟感官品质。所述四烷基氢氧化铵型氨基酸离子液体相对滤棒纤维纸的涂布量为10～15 g/m2。
本发明的优点在于：
1、将本发明的氨基酸离子液体以涂布方式应用于卷烟，能够有效地选择性降低卷烟主流烟气中巴豆醛，选择性降低率能够达到20 %，而且不会对卷烟感官品质产生影响。
2、本发明的氨基酸离子液体合成方法简单，制备成本低，易于工业化。
3、本发明的氨基酸离子液体以涂布纸-醋纤二元复合滤棒形式应用于卷烟，不改变滤棒结构和滤棒成型加工工艺，应用成本低，工业适用性强。
具体实施方式
下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
实施例1
将1.5 mol苏氨酸加入含1.0 mol四丙基氢氧化铵水溶液中充分混合，30 ℃搅拌反应10 h后，在70℃下真空旋转蒸发除去水，所得样品继续在60 ℃下真空干燥48小时后，用无水乙醇萃取并过滤不溶物。所得溶液在旋转蒸发除去乙醇，然后继续在50 ℃下真空干燥48小时，即得纯化后的四丙基氢氧化铵-苏氨酸离子液体。
将四丙基氢氧化铵-苏氨酸离子液体按10 g/m2的涂布量，涂布于纸滤棒用纤维素纸上，制成纸质滤棒，进而与醋纤基棒复合后得到纸-醋二元复合滤棒（100mm/4，10mm纸段+15mm醋纤段），然后卷制成试验卷烟。以相同生产条件下未涂布的纸-醋复合滤棒制得的卷烟为对照样品。对照卷烟和试验卷烟样品的巴豆醛释放量和焦油释放量的测试结果如表1所示。
表1 卷烟烟气中焦油和巴豆醛释放量结果
结果表明，本发明的四丙基氢氧化铵-苏氨酸离子液体以涂布纸-醋纤二元复合滤棒形式应用于卷烟，可以降低卷烟主流烟气中巴豆醛释放量20.1%，而焦油释放量变化很小，巴豆醛选择性降低率为21.2%。同时，感官评吸结果表明，试验卷烟总体感官品质与对照卷烟基本一致。
实施例2
将1.7 mol丝氨酸加入含1.0 mol四丙基氢氧化铵的水溶液中充分混合，35 ℃搅拌反应12 h后，在75℃下真空旋转蒸发除去水，所得样品继续在60 ℃下真空干燥48小时后，用无水乙醇萃取并过滤不溶物。所得溶液在旋转蒸发除去乙醇，然后继续在50 ℃下真空干燥48小时，即得纯化后的四丙基氢氧化铵-丝氨酸离子液体。
将四丙基氢氧化铵-丝氨酸离子液体按12 g/m2的涂布量，涂布于纸滤棒用纤维素纸上，制成纸质滤棒，进而与醋纤基棒复合后得到纸-醋二元复合滤棒（100mm/4，10mm纸段+15mm醋纤段），然后卷制成试验卷烟。以相同生产条件下未涂布的纸-醋复合滤棒制得的卷烟为对照样品。对照卷烟和试验卷烟样品的巴豆醛释放量和焦油释放量的测试结果如表2所示。
表2 卷烟烟气中焦油和巴豆醛释放量结果
结果表明，本发明的四丙基氢氧化铵-丝氨酸离子液体以涂布纸-醋纤二元复合滤棒形式应用于卷烟，可以降低卷烟主流烟气中巴豆醛释放量22.0%，而焦油释放量变化很小，HCN选择性降低率为20.9%。同时，感官评吸结果表明，试验卷烟总体感官品质与对照卷烟基本一致。
实施例3
将2.0 mol苯丙氨酸加入含1.0 mol四丁基氢氧化铵的水溶液中充分混合，40 ℃搅拌反应14 h后，在70 ℃下真空旋转蒸发除去水，所得样品继续在50 ℃下真空干燥48小时后，用无水乙醇萃取并过滤不溶物。所得溶液旋转蒸发除去乙醇，然后继续在50 ℃下真空干燥48 h，即得纯化后的四丁基氢氧化铵-苯丙氨酸离子液体。
将四丁基氢氧化铵-苯丙氨酸离子液体按15 g/m2的涂布量，涂布于纸滤棒用纤维素纸上，制成纸质滤棒，进而与醋纤基棒复合后得到纸-醋二元复合滤棒（100mm/4，10mm纸段+15mm醋纤段），然后卷制成试验卷烟。以相同生产条件下未涂布的纸-醋复合滤棒制得的卷烟为对照样品。对照卷烟和试验卷烟样品的巴豆醛释放量和焦油释放量的测试结果如表3所示。
表3 卷烟烟气中焦油和巴豆醛释放量结果
结果表明，本发明的四丁基氢氧化铵-苯丙酸离子液体以涂布纸-醋纤二元复合滤棒形式应用于卷烟，可以降低卷烟主流烟气中巴豆醛释放量26.2%，而焦油释放量变化很小，巴豆醛选择性降低率为25.1%。同时，感官评吸结果表明，试验卷烟总体感官品质与对照卷烟基本一致。