[发明专利]降低卷烟烟气中氢氰酸释放量的纳米多孔纤维滤嘴添加材料、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性降低卷烟烟气中氢氰酸释放量的纳米纤维滤嘴添加材料、制备方法及应用，属于卷烟减害阵焦领域。 

背景技术

氢氰酸是一种高挥发性剧毒物质，对人体阈值仅10ppm，吸入人体后抑制酶的活性，与高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，失去传递氧的作用，引起组织缺氧的中毒，对人体健康有极大危害。卷烟中的氢氰酸主要源于烟草中的含氮化合物燃烧裂解生成，含量约为30～300μg/cig，烟气中的氢氰酸吸入后对人体有极大危害，因此，研究如何降低卷烟主流烟气中的氢氰酸，提高卷烟吸食安全性对人体健康具有重要意义。 

目前，国内外降低卷烟主流烟气氢氰酸释放量的方法主要有：稀释法、吸附法、直接氧化法和催化氧化法。稀释法使卷烟香气量损失较大，影响抽吸品质。催化氧化法的催化温度较高(如专利CN1416950A和CN1462652A，催化温度要求250～450℃)，不利于操作。吸附法脱除氢氰酸的研究中，对活性炭研究较深入，但活性炭在有效吸附烟气气相组分的同时降低卷烟抽吸品质，具有较大局限性。因此，有必要开发新型材料有效降低卷烟烟气中的有害成分，不影响卷烟抽吸品质、提高卷烟吸食安全性。 

发明内容：

本发明针对上述现有技术不足，发明一种制备纳米多孔纤维材料，并应用于卷烟主流烟气中氢氰酸的选择性吸附，同时确保卷烟抽吸品质不受影响。 

本发明另一个目的在于发明纳米纤维材料是通过电纺丝技术获得TiO2纳米纤维。将该材料添加于卷烟滤棒，能够降低卷烟主流烟气中氢氰酸的含量30％以上， 同时对卷烟抽吸品质无影响。 

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氢氰酸释放量的纳米多孔纤维滤嘴添加材料，其特征在于：所述滤嘴添加材料为二氧化钛纳米多孔纤维材料，该材料是能够吸附酸性气体的电纺丝多孔纳米TiO₂纤维材料。 

所述纳米多孔纤维材料是通过电纺丝技术获得具有较高比表面和长径比的多孔TiO₂纳米纤维，二氧化钛纳米纤维材料具有多孔结构，其比表面积为65～118m²/g。 

所述多孔二氧化钛纳米纤维材料的直径为50～500纳米，长度为100～1000微米。 

一种选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的纳米多孔纤维滤嘴添加材料制备方法，其特征在于：滤嘴添加材料通过电纺丝技术制备，具体步骤如下： 

(1)、将0.8～2.0g钛酸四异丙酯前驱体加入到2.0～4.0mL无水乙醇中，并加入等体积的醋酸，干燥条件下磁力搅拌使其混合均匀，优选的钛酸四异丙酯质量为1.5g，无水乙醇和醋酸的体积为3mL； 

(2)、将0.30～0.60g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液，加入到2.0～4.0mL乙醇中，优选聚乙烯吡咯烷酮的质量为0.45g，乙醇体积为3mL，干燥条件下搅拌得到均相溶液，并将得到的高分子均相溶液快速加入到步骤(1)制备的二氧化钛前驱体溶液中，干燥条件下搅拌30～90min，优化搅拌时间60min； 

(3)、将上述步骤(2)中制备的溶液加入到注射器中，控制工作接收极与针头间电压为8.0～14KV，优化电压为10KV，调节接收器与纺丝针头距离为8～12cm，溶液的流出速度为0.2～0.8mL/h，优化流出速度为0.5mL/h，以铝套为阳极，铝箔为阴极接收产物，然后将在阴极板上获得的含PVP模板的纳米纤维膜在400～700℃烧结2～5h以除去高分子模板，得到多孔二氧化钛纳米纤维材料。 

步骤(2)中纳米纤维膜其优化煅烧温度和时间分别为450℃和3h。 

应用选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸释放量的电纺丝多孔纳米TiO₂纤维材料作为滤嘴添加材料，其特征在于将电纺丝多孔纳米二氧化钛纤维材料添加到滤嘴中，用于降低卷烟主流烟气中的氢氰酸的释放量。 

选择性降低卷烟主流烟气中的氢氰酸释放量的电纺丝多孔纳米二氧化钛纤维材料的应用，其特征在于将该电纺丝多孔纳米二氧化钛纤维添加到卷烟滤棒的中，将复合滤棒卷接成卷烟。 

选择性降低卷烟主流烟气中的氢氰酸释放量的电纺丝多孔纳米二氧化钛纤维材料的应用，其特征在与每支卷烟滤嘴中添加的多孔纳米二氧化钛纤维的量为5～30mg。 

本发明提供滤嘴添加材料具有以下优点：