碱性功能SBA-15/聚醚砜复合材料降低卷烟烟气中的氰化氢

为选择性降低卷烟主流烟气中HCN释放量,采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)对SBA-15介孔分子筛进行碱性功能化修饰,并与聚醚砜复合得到碱性功能化SBA-15/聚醚砜复合材料。利用低温氮气吸附脱附、扫描电镜、热重分析等手段对该材料孔结构、表面形貌及热稳定性进行表征,并将材料添加于卷烟滤嘴中考察降低HCN性能。结果表明:①经APTS修饰的SBA-15材料仍保持有序介孔孔道结构,且与聚醚砜复合后的材料具有不规则的海绵状多孔结构;②复合材料在200℃以下具有良好热稳定性;③将碱性功能化SBA-15/聚醚砜复合材料以20 mg/支添加量制成二元复合滤棒应用于卷烟后,卷烟主流烟气中HCN释放量降低29.6%,而焦油及感官质量变化较小,卷烟危害性评价指数(H)下降0.2。表明所制备材料对卷烟烟气HCN有良好选择性吸附性能。     

胆碱-赖氨酸离子液体选择性降低卷烟烟气中的氰化氢和巴豆醛

为选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)和巴豆醛的释放量,采用滤嘴减害添加剂模拟测试装置对20种天然氨基酸进行了筛选,优选赖氨酸制备了气相二氧化硅固载的胆碱-赖氨酸离子液体([Ch][Lys]/SiO_2)颗粒材料(0.30~0.20 mm,60~80目),对材料进行了结构表征和减害性能模拟评价,并通过二元复合滤棒形式进行了卷烟应用效果考察和感官质量评价。减害性能测试结果显示:赖氨酸对降低HCN和巴豆醛有显著效果(P0.01);[Ch][Lys]/SiO_2的作用效果优于赖氨酸,可使对照卷烟烟气中HCN和巴豆醛的释放量分别降低83%和29%,降幅与添加量(0~0.3 mmol/支)线性正相关。卷烟应用效果表明:二元复合滤棒中[Ch][Lys]/SiO_2的添加量为0.08 mmol/支时,试验卷烟烟气中HCN和巴豆醛释放量较对照卷烟分别降低28%和10%;烟气常规成分及氨、NNK、B[a]P、苯酚等其他代表性有害成分的释放量变化较小;卷烟风格基本一致,感官质量无显著差异(P0.05)。     

Amberlite IRC748螯合过渡金属离子降低卷烟烟气中HCN研究

为选择性降低卷烟烟气中氢氰酸(HCN)释放量,采用离子交换法制备了功能化螯合型离子交换树脂Mn+-Amberlite IRC748.利用原子吸收分光光度计(AAS)、比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分别对金属离子交换量、样品孔结构参数及表面形貌进行了表征.结果表明:IRC748对不同金属离子Mn+的吸附量大小顺序为Cu2+≥Zn2+＞Co2+≥Fe3+,表明Cu2+最易与IRC748 螯合.利用卷烟添加剂减害性能模拟装置评价了Mn+-IRC748对卷烟主流烟气中HCN的降低效果,结果表明:Cu2+-IRC748对烟气中HCN的降低效果可高达40%.卷烟应用实验结果表明,与对照卷烟相比,添加Cu2+-IRC748材料的试验卷烟主流烟气中HCN的降低率可达22.4%,而烟气常规成分释放量与对照卷烟基本一致,卷烟感观质量无明显差异.     

功能性氨基酸离子液体的制备及卷烟应用评价

为开发可同时降低烟气中氰化氢(HCN)和巴豆醛释放量的卷烟减害功能材料,制备了20种四丁基铵-氨基酸离子液体(TBAILs),对其进行了结构表征及减害性能评价;并以涂布纸-醋纤二元复合滤棒形式开展了卷烟应用实验,考察了对HCN和巴豆醛的降低性能及其稳定性。结果表明:①红外光谱、核磁共振谱表征证明合成产物为TBAILs,热重分析显示TBAILs在150℃下具有较好的热稳定性。②卷烟减害性能模拟评价结果表明,制备的20种TBAILs对HCN释放量的降低率均高于80%,其中13种对巴豆醛释放量降低率60%。③将制备的四丁基铵-苏氨酸离子液体([N_(4444)][Thr])应用于卷烟,与对照样品相比,在10 mg/支添加量下主流烟气中HCN和巴豆醛分别降低50.8%和27.7%,卷烟感官质量变化较小。卷烟样品放置3月后离子液体减害性能保持稳定。     

胺基修饰的介孔二氧化硅选择性降低卷烟烟气中的氢氰酸

为选择性降低卷烟主流烟气中氢氰酸(HCN)的释放量,制备了一种胺基功能化的介孔二氧化硅材料(MCM-41-NH2),运用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、比表面积孔径分析(BET)以及13C固体核磁共振谱(”C-NMR)对材料进行了表征,并将材料添加于卷烟滤嘴进行了烟气减害测试.结果表明:①与MCM-41材料相比,MCM-41-NH2的晶型无明显改变,但孔径和比表面积下降了50％.②该材料对卷烟主流烟气中HCN的选择性降低率达到25.7％,而烟支物理参数及烟气常规成分释放量与对照卷烟基本一致.     

乙酰乙酰化纤维素材料的合成及在降低卷烟主流烟气中醛类化合物的应用

为选择性降低卷烟主流烟气中醛类化合物的释放量,以微晶纤维素作为底物合成了乙酰乙酰化纤维素材料,根据材料的降醛效果优化合成条件,并将材料添加于卷烟滤嘴中考察降低醛类化合物的性能。结果表明:(1)乙酰乙酰化纤维素的最佳合成条件为:纤维素离子溶液质量百分比浓度为5%,衍生化试剂摩尔比为双乙烯酮纤维素=21,反应时间3h,反应温度110℃,催化剂为DMAP;(2)将乙酰乙酰化纤维素材料以30 mg/cig添加量制备成二元复合滤棒应用于卷烟后,卷烟主流烟气中醛类化合物释放量降低了21.6%,而烟气常规及感官质量变化较小,表明所制备的材料对卷烟主流烟气中的醛类化合物有良好的选择吸附性能。     

介孔材料的双功能化修饰及降低卷烟烟气中氰化氢的性能

为开发选择性吸附卷烟烟气中氰化氢的滤嘴添加剂,对水热合成法制备的有序介孔氧化硅材料MCM-41进行了碱性基团和过渡金属离子双功能化修饰,表征了功能化材料的孔结构、孔径分布、孔体积、比表面积以及元素组成等,考察了材料制备条件对吸附氰化氢性能的影响,评价了材料在卷烟滤嘴中的应用效果。结果表明:①采用N-(β-氨乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(EPDMS)和过渡金属离子修饰后的MCM-41材料,仍保持了二维六方孔道结构以及较高的比表面积与孔体积;②EPDMS用量为4 mL/(g MCM-41)、金属离子为Zn2+时,所制备的MCM-41双功能化材料Zn2+/c-EPDMS/MCM-41的氰化氢吸附性能最好;③将上述条件下制备的Zn2+/c-EPDMS/MCM-41以二元复合滤棒的形式、20 mg/支的添加量应用于卷烟后,主流烟气HCN选择性降低31.2%,卷烟危害性指数(H)下降0.4。所制备的MCM-41双功能化材料Zn2+/c-EPDMS/MCM-41具有良好的氰化氢选择性吸附性能。      

降低挥发性羰基化合物材料在卷烟滤嘴中的应用研究

为优化降低烟气中挥发性羰基化合物的功能材料(即降羰基物材料)在卷烟复合滤嘴中的应用工艺条件, 从功能材料添加量、滤嘴压降搭配、加料段长度等方面研究不同工艺条件对降羰基物材料的减害性能及其对卷烟感官质量的影响。结果表明, 当降羰基物材料在卷烟中的添加量为30 mg/支, 同时二元复合滤嘴为10 mm 加料段+15 mm 白段, 其中加料段压降为4000Pa/120 mm, 白段压降为2800 Pa/120 mm, 复合棒压降为2740 Pa/100 mm 时, 卷烟主流烟气中挥发性羰基物释放总量的选择性降低率达到32.3%, 且卷烟感官质量与对照卷烟相比无显著差异。      

均苯三甲酸合铁同时选择性降低卷烟主流烟气巴豆醛和氢氰酸

为选择性降低卷烟主流烟气中的巴豆醛和氢氰酸(HCN)的释放量,采用水热合成法制备了金属有机骨架(MOFs)多孔材料均苯三甲酸合铁(Ⅲ)(Fe-BTC),运用X射线粉末衍射(XPRD)、比表面积孔径分析(BET)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等技术对合成材料的晶体结构、孔结构参数及热稳定性进行了表征,并将材料添加于卷烟滤嘴中进行了烟气减害测试。结果表明:1)Fe-BTC是一种典型的MOFs多孔材料,在419.7℃以下具有良好的热稳定性。2)与对照卷烟相比,Fe-BTC材料的试验卷烟主流烟气中巴豆醛的选择性降低率可达15.68%、HCN的选择性降低率可达14.44%,而烟气常规成分释放量与对照卷烟基本一致。     

金属掺杂多孔氧化物选择性降低卷烟烟气HCN和苯酚研究

为选择性降低卷烟烟气中HCN和苯酚释放,制备了一种金属掺杂的多孔氧化物复合材料。利用比表面分析和孔径分析、X-射线衍射（XRD）、高分倍扫描电镜（HRTEM）对材料进行了表征,优化了材料的制备方法,并将材料添加到卷烟滤嘴中评价其减害降焦的效果。实验结果表明:（1）材料具有均匀的孔结构,孔径分布较窄（2-5nm）,负载的金属元素均匀分散在基体中;（2）材料对主流烟气中HCN和苯酚的选择性降低率均可达22%以上,而对于烟气常规成分以及感官质量影响较小。      

辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规化学成分释放量的影响

为考察辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规成分释放量的影响,制备了不同卷烟纸透气度、卷烟纸定量、丝束规格和接装纸透气度细支卷烟,对其感官质量进行评价,并测定了主流烟气常规化学成分的释放量。结果表明:(1)卷烟纸透气度对细支卷烟感官质量的影响较小,随着卷烟纸透气度的增加,主流烟气常规成分的释放量均呈降低趋势;(2)随着卷烟纸定量的增加,细支卷烟感官质量呈下降趋势,烟气焦油和烟气烟碱释放量呈降低趋势,烟气CO释放量基本无差异;(3)与6.0/17 000规格丝束相比,8.0/15 000规格丝束细支卷烟的感官质量有所提升,焦油、CO、烟碱释放量均为8.0/15 0006.0/17 000;(4)随着接装纸透气度的增加,细支卷烟感官质量先升高后略有下降,感官质量总分排序为500 CU600 CU400 CU,烟气常规成分释放量均呈降低趋势。通过优化设计相应的辅助材料设计参数,有助于提升细支卷烟的感官质量,降低焦油和CO释放量。     

海藻酸盐纤维中线选择性降低烟气有害成分释放量

为选择性降低卷烟烟气有害成分释放量,将自制海藻酸盐纤维制备成三维编织线,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TG)对其进行表征;并通过中线滤嘴形式进行了减害效果评价。结果表明:①金属离子能有效结合到海藻酸盐纤维中;纤维之间、纱线之间有较多的孔隙,有利于烟气扩散;②与对照卷烟相比,实验卷烟主流烟气中HCN、氨和苯酚的释放量分别降低17.4%、16.3%和12.7%,卷烟危害性指数降低0.6,烟气常规成分及其他有害成分释放量的变化不大;③放置6个月内,海藻酸盐功能纤维材料对烟气HCN、氨和苯酚的吸附效果基本保持不变。     

纤维素纸沟槽滤嘴选择性降低卷烟烟气中有害成分

为选择性降低卷烟烟气中的有害成分,以纤维素纸为载体涂布功能材料OPTI(含氨基聚合物),制备OPTI纤维素纸功能滤嘴,考察其对卷烟烟气焦油和有害成分释放量的影响,并进行了卷烟烟气体外毒理学检测。结果表明:(1)功能滤嘴能够高效选择性降低卷烟烟气中有害成分巴豆醛和氰化氢(HCN)的释放量,材料OPTI上墨量为(13.0±0.5)g/m~2时,焦油增加0.3%,巴豆醛降低35.8%,HCN降低57.2%;随着纤维素纸上材料OPTI上墨量的增加,烟气中巴豆醛和HCN的释放量降低;滤嘴具有良好的减害稳定性,存放10周后仍对烟气有害成分有高效降低作用。(2)与对照卷烟相比,对于纤维素纸上涂布OPTI材料的试验卷烟,细胞存活率略有提高,细菌致突变性和诱发微核率无明显差异。(3)将材料PEG6(聚乙二醇600)与OPTI复配后制备滤嘴,卷烟烟气焦油降低3.1%,苯酚、巴豆醛和HCN分别降低23.7%、24.6%和46.3%,烟气危害性评价指数下降0.91,而卷烟内在抽吸品质未受到明显影响。PEG6与OPTI复配材料是一种比较理想的减害纤维素纸涂料。     

聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料选择性降低卷烟烟气中的苯酚

为选择性降低卷烟烟气中苯酚的释放量,制备了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料(PolyGMA材料),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔径分析仪对材料进行了表征,并分别考察了添加至二元复合滤棒和涂布卷烟纸2种应用方式对选择性降低卷烟烟气中苯酚释放量的影响。结果表明:①制备的材料具备环氧基团和互通多孔的结构,其比表面积为119.5 m2/g,平均孔径为17.3 nm;②该材料以添加二元复合滤棒形式在卷烟中应用效果较佳,与对照卷烟相比,试验卷烟苯酚释放量降低28.3%,苯酚选择性降低率为23.0%,且卷烟感官质量无明显差异。     

苹果酸钾选择性降低卷烟有害成分含量的研究

为研究苹果酸钾对卷烟烟气中CO及其它有害成分的降低作用,采用湿法添加0．1-0．5％苹果酸钾到烟丝中,并卷制成烟,研究了苹果酸钾不同添加量对卷烟主流烟气有害成分及感官质量的影响。结果显示：卷烟中添加合适量的苹果酸钾,烟气中CO和苯酚含量可明显下降,而主流烟气中焦油和烟碱含量变化不大;添加量为0．1-002％时可以提升卷烟感官质量,添加量达到0．5％时会影响卷烟感官质量。     

黄连生物碱复合滤嘴选择性降低卷烟烟气中的HCN

为研究植物碱对卷烟主流烟气中HCN含量的降低作用,从含有大量季铵碱的黄连根茎中提取出黄连生物碱并将其添加在卷烟滤嘴中,以烟气中HCN含量的降低率为指标,对黄连生物碱在滤嘴中的添加方式、载体的选择、载体材料碱处理溶液的pH以及黄连生物碱的添加量进行了工艺优化.结果表明:①随着卷烟滤嘴中黄连生物碱粉末添加量的增加,烟气中HCN含量的降低率增大;②与多孔淀粉和椰壳活性炭相比,活性炭纤维( ACF)材料作载体负载黄连生物碱的量更大,且负载黄连生物碱的ACF材料经pH10的NaOH溶液洗涤后,对卷烟烟气中HCN的降低率更大;③添加15 mg负载了黄连生物碱的ACF材料( 100 mg/g)在单支滤嘴中制成的复合滤嘴同时降低HCN和焦油的作用最大,HCN和焦油的降低率分别为23.8％和20.7％.     

卷烟纸性能对常规卷烟和细支卷烟综合特性的影响

为考察卷烟纸透气度和定量对常规卷烟和细支卷烟燃烧锥最高温度和主流烟气有害成分释放量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法建立了多因素预测模型。结果表明,随着卷烟纸透气度的增大,常规卷烟和细支卷烟的燃烧锥最高温度、HCN、CO、NH_3和烟气危害性指数均有降低的趋势,且不利于感官综合特性的提升;随着卷烟纸定量的增大,两种卷烟的燃烧锥最高温度和CO有升高的趋势,NH_3、烟气危害性指数以及感官综合特性有降低的趋势;卷烟纸透气度和定量对两种卷烟部分指标(如苯酚、HCN释放量、香气、烟气以及口感特性等)的影响表现出一定的差异性。     

新型选择性减害滤棒的研制

为了利用天然植物活性成分的抗氧化性,对抗氧化剂葡萄多酚(PT)、苹果多酚(PG)、茶多酚(CY)进行了筛选,采取直接添加、依托载体添加及制备成颗粒复合添加等多种添加工艺,并通过对抗氧化剂改性提高其在卷烟中的添加量,制备了新型选择性减害滤棒并卷制成样品烟支,对滤棒的各项常规物理指标和卷烟烟气的常规化学指标及自由基含量的变化进行测试。同时,采用加速氧化法对该种减害滤棒的抗氧化性能的稳定性进行了检测和评价。结果表明:采用直接添加和复合添加相结合的加工工艺,当有效成分含量为90%的改性抗氧化剂CY1在滤棒中的添加量达到3.0mg/支后,能够实现选择性显著降低烟气自由基近30%,同时不影响烟支外观和烟气常规技术指标,卷烟吸味也未因此有明显改变。     

应用后合成法制备的胺基功能化材料降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物研究

采用后合成方法将胺基嫁接到载体上制备降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物的材料,通过考察载体、胺基试剂和胺基试剂的用量对降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物性能的影响,确定了后合成材料的较佳条件,即以三氧化二铝为载体,以3-胺基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为胺基化试剂,两者的比例是:1 g三氧化二铝:5 mmol APTES.卷烟应用试验结果表明,应用该材料制备的二元复合滤棒卷制试验卷烟,与对照卷烟相比,试验卷烟的炯碱和焦油释放量基本不变,甲醛释放最降低55.2%、乙醛释放量降低25.0%、丙醛释放量降低20.7%、巴豆醛释放量降低17.8%.评吸结果表明,两种卷烟总体风格特点和感官质量基本一致.     

卷烟纸参数对短支卷烟主流烟气常规成分释放量及感官质量的影响

为考察卷烟纸参数对短支卷烟主流烟气常规指标及感官质量的影响,制备了不同卷烟纸透气度、定量、助燃剂用量、助燃剂钾/钠比及碳酸钙含量的短支卷烟,并进行了主流烟气常规成分释放量测定及感官质量评价.结果表明:①随着卷烟纸透气度的增加,常规成分释放量均呈降低趋势,感官质量呈下降趋势.②随着卷烟纸定量的增加,焦油和烟碱释放量降低,...