[发明专利]一种降低主流烟气中酚醛酮类有害物质的有机-无机复合气凝胶及其制备和应用

说明书

本发明属于烟草减害技术领域，具体公开了一种降低主流烟气中酚醛酮类有害物质的有机‑无机复合气凝胶，其特征在于，包括二氧化硅气凝胶以及复合在其骨架表面的有机物层；所述的有机物为具有式1结构式的化合物或其金属配位物：所述的R₁～R₄独自为H、C₁～C₆的烷烃基、苯基或者取代苯基。本发明还公开了所述的复合气凝胶的制备和在卷烟中的应用方法。本发明研究发现，基于所述的材料的物质成分以及赋存结构的协同，能够意外地改善对主流烟气中的酚类、醛类以及酮类等有害物质的吸附和降解效果。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种用于降解香烟中酚醛酮类有害物质的吸附剂的制备方法。

背景技术

吸烟对于人体的呼吸、胃肠、心血管、神级系统以及肝脏等器官都具有很强的损伤的，长期吸烟可能会引发众多的疾病如肺癌。随着公众积极响应的控烟运动，低危害香烟的产品研发和推广越来越受到人们的关注。卷烟烟气中的各种成分主要来自于烟丝燃烧过程的热分解、热合成、干馏、聚合、缩合等反应，随着研究人员对烟气成分的认知愈来愈深入，针对降低苯酚、CO、醛类、亚硝胺、氨、以及自由基等特定有害成分的技术研究也不断涌现。一般来说，利用吸附剂的吸附作用，可以有效降低卷烟烟气中的有害成分，同时卷烟焦油量也随之降低。当卷烟的焦油量降低到一定水平后，卷烟的香味会受到很大的影响，降低了吸烟的口感。因而，不能无限制加入吸附添加剂达到去除特定有害成分的目的。

目前烟丝添加剂和卷烟滤嘴添加剂的应用是两种主要的减害手段，利用具有大比表面积和表面层的材料的相互作用达到减害的目的。开发可以选择性降低有害物质的吸附剂，能够极大改善烟气对人体的伤害作用。然而，现有的手段的普适性以及减害效果有待进一步提高。

发明内容

为解决主流烟气的酚醛酮类有害物质的减害手段普适性以及减害效果不理想的技术不足，本发明第一目的在于，提供一种降低主流烟气中酚醛酮类有害物质的有机-无机复合气凝胶(本申请也称为有机-无机复合气凝胶或者复合气凝胶)，旨在能够有效改善酚醛酮类有害物质的卷烟添加材料。

本发明第二目的在于，提供所述的有机-无机复合气凝胶的制备方法。

本发明第三目的在于，提供所述的有机-无机复合气凝胶在烟气降害中的应用。

本发明第四目的在于，提供包含所述的有机-无机复合气凝胶的滤棒以及卷烟。

一种降低主流烟气中酚醛酮类有害物质的有机-无机复合气凝胶，包括二氧化硅气凝胶以及复合在其骨架表面的有机物层；

所述的有机物为具有式1结构式的化合物或其金属配位物：

所述的R₁～R₄独自为H、C₁～C₆的烷烃基、苯基或者取代苯基。

本发明提供了一种在二氧化硅气凝胶的骨架上形成式1有机物层的全新材料。研究发现，基于所述的材料的物质成分以及赋存结构的协同，能够意外地改善对主流烟气中的酚类、醛类以及酮类等有害物质的吸附和降解效果。

本发明中，所述的二氧化硅气凝胶结构，式1化合物的使用以及式1化合物在气凝胶孔壁表面成膜复合的结构是实现所述的材料对主流烟气中的酚类、醛类以及酮类有害物同步吸附、降解的关键。

本发明中所述的取代苯基为羟基、C₁～C₆的烷氧基、卤素、氨基中的至少一个取代基取代的苯基。

作为优选，式1中，所述的R₁～R₄独自为H。

作为优选，所述的有机-无机复合气凝胶中，有机物的重量百分含量为 0.5％～5％。