介孔材料选择性降低卷烟烟气中苯并(a)芘的研究

本文根据介孔材料择形催化的原理,研制出了可选择性降害且适合于烟草工业应用的介孔材料。在降低卷烟烟气苯并(a)芘的试验中,考察了M48介孔材料和金属元素掺杂的MeM48介孔材料与卷烟烟气作用效果,发现在基本上不改变卷烟风格的基础上,MeM48和M48均可以选择性降低卷烟烟气中的苯并(a)芘,且降低率明显高于文献报道值;同时还发现无论将材料介入到卷烟滤嘴中还是烟丝中,MeM48介孔材料降低苯并(a)芘的效果明显优于M48材料。      

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.     

有机-无机杂化介孔膦酸钛材料降低卷烟烟气有害成分

通过反应釜水热合成法结合溶剂挥发诱导自组装策略制备了一种具有酸、碱双功能基团的有机-无机杂化介孔膦酸钛材料,可用于同时降低主流烟气中多种有害成分。采用X射线粉末衍射分析（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、比表面积孔径分析（BET）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TG）等,对制备的双功能介孔膦酸钛材料进行结构表征,并考察其对卷烟烟气有害成分的吸附去除性能。结果表明:(1)该介孔膦酸钛具有较高比表面积和二维六方介观结构,其比表面积高达606 m2/g,孔径2.8 nm。(2)在滤嘴中添加介孔膦酸钛后,卷烟样品主流烟气中的氢氰酸、苯酚和氨的释放量分别降低了38.89%,41.74%和53.07%。      

金属络合衍生-高效液相色谱法测定卷烟主流烟气中的氰化氢

建立了金属络合衍生和反相高效液相色谱检测主流烟气中氰化氢的方法。该方法以Ni(II)-NH₃为金属络合衍生化试剂,以5 mmol/L四戊基溴化铵为离子对试剂,分析时间小于10 min。氰化物标准工作曲线在0.1~20 μg/mL范围内线性关系良好(R²> 0.999);检出限和定量限分别为0.049 和0.162 μg/支;3个加标水平回收率在87.41%~119.47%。该法与连续流动法测定结果较为一致:肯塔基对照卷烟3R4F检测结果相对偏差为-5.35%,15种卷烟样品测定结果相对偏差在-0.79%~8.51%。     

聚醋酸乙烯酯大孔吸附树脂选择性降低烟气中苯酚研究

为选择性降低卷烟烟气中苯酚释放量,制备了聚醋酸乙烯酯大孔吸附树脂。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪对材料的组成、比表面积和孔径进行了表征。通过卷烟添加剂性能模拟评价装置研究了试验参数对材料降低烟气中苯酚性能的影响。结果表明:在采用交联剂二乙烯基苯,致孔剂醋酸丁酯,致孔剂用量为单体1.5倍时,材料具有最高单位TPM苯酚降低率25.8%。应用结果表明:添加聚醋酸乙烯酯大孔吸附树脂的试验卷烟与对照卷烟相比,苯酚释放量降低21.6%,苯酚选择性降低率为20.3%。     

双功能化无机介孔材料对猪胰蛋白酶催化性能的影响

通过在SBA-15介孔材料表面引入带有不同官能团及不同亲疏水性质的修饰剂(-SH,-Cl,-NH₂,-C₁,-C₃,-C₈及-C₁₆),改善介孔材料与猪胰蛋白酶的结合力及蛋白酶所处微环境,从而提高酶固定化效率,活性及其稳定性。结果表明,官能团修饰后载体固定化酶PT-NH2/C8-SBA活性达到255 U/mg胰蛋白,较之未修饰载体固定化酶PT-SBA活性（195 U/mg胰蛋白）有大幅度的提高;并且重复使用五次及在室温下保持5 d后,PT-NH₂/C₈-SBA活力仍然能保持初始活力的85%及81%。而PT-SBA仅仅保留了初始活性的51%及67%。固定化酶的酶学性质和催化反应动力学研究表明,底物与固定化酶PT-NH₂/C₈-SBA具有更好的亲和力,固定化酶PT-NH₂/C₈-SBA有较高的活力和稳定性。      

亚铜基修饰介孔二氧化硅吸附挥发性羰基化合物的性能

为降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物的释放量,以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、盐酸、正硅酸乙酯和氯化亚铜为反应物,制备了亚铜基介孔二氧化硅(Cu-SBA-15)。通过SAXS图谱、TEM图谱和氮气吸附-脱附的表征,以正丁醛为羰基化合物的吸附模型,将Cu-SBA-15作为烟用滤嘴添加剂应用到卷烟滤嘴中对挥发性羰基化合物的吸附性能进行了评价。     

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。     

降低卷烟烟气中一氧化碳的措施

卷烟烟气中的一氧化碳是危害人体健康的主要成分之一。1982～1988年,通过对国内外有代表性的部分卷烟烟气中 CO 量的统计和测试分析发现,绝大多数卷烟烟气中的 CO 量在2％～6％(V/V)之间。采用通风滤嘴、高透气度卷烟纸和在烟丝中加入氧化剂等措施可有效地降低卷烟烟气中的 CO。     

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.     

抽吸条件对卷烟主流烟气氰氢酸释放量影响的研究

为考察不同抽吸条件对主流烟气中氢氰酸(HCN)释放量结果的影响,在吸烟机上,通过改变吸烟参数,对4种卷烟主流烟气中HCN释放量进行了测试.研究表明:抽吸条件的变化对主流烟气中HCN的释放量影响相当大,增加抽吸容量,减少抽吸持续时间,缩短抽吸间隔时间,减小滤嘴通风孔通风率以及减少烟蒂长度均能引起主流烟气中HCN释放量的增加,但并不呈线性,因此,在吸烟支数相同的情况下,通过改变抽烟习惯,可减少吸烟者对HCN的摄入量,提高吸烟安全性.     

顶空-气相色谱法测定卷烟主流烟气中的氰化氢

为测定卷烟主流烟气中的氰化氢,以次氯酸钠为衍生化试剂,建立了顶空-气相色谱的检测方法,采用该方法测定了10种不同焦油卷烟样品,并与连续流动法和离子色谱法的测定结果进行了比较.结果表明:①稀释后的主流烟气气相吸收液和粒相萃取液在12h内较稳定,测定结果变化率小于5.0％;②方法的检出限为0.032 μg/支,精密度(RSD)为3.9％,CN-的加标回收率在102.5％～107.2％之间;③该方法的测定结果比连续流动法高3.31％～5.87％,与离子色谱法的测定结果无显著性差异.     

单料烟主流烟气HCN与烟叶常规化学成分的相关性

为研究单料烟主流烟气中HCN释放量与其烟叶常规化学成分含量间的相关性,采用连续流动分析仪测定了15个不同类型烤烟烟叶常规化学成分(总糖、总氮、还原糖、烟碱、钾和氯)的含量及其主流烟气中HCN的含量。结果表明,单料烟主流烟气中HCN的释放量与其烟叶中的总氮、烟碱和氯含量呈显著正相关关系,与烟叶中的总糖、还原糖和钾含量呈显著负相关关系。     

连续流动法测定卷烟主流烟气中氰化氢的影响因素及方法改进

为了使连续流动法更准确地测定卷烟主流烟气中的氰化氢(HCN),考察了甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛对连续流动法测定体系的影响,并考察了不同浓度的甲醛对测定体系的影响,以及稀释与不稀释卷烟烟气气相捕集液及粒相萃取液中HCN的稳定性.结果表明:①甲醛对连续流动法测定体系影响最大,乙醛、丙酮及丙烯醛影响较小,可以忽略;②当甲醛含量在5.80 μg/mL时,HCN测定值降低7.38％,当甲醛含量在11.49 μg/mL时,HCN测定值降低13.51％;③甲醛对样品的稳定性影响最大,乙醛、丙酮及丙烯醛影响较小,可以忽略;④不稀释卷烟主流烟气气相捕集液及粒相萃取液中的HCN稳定性差,稀释卷烟烟气气相捕集液及粒相萃取液的稳定性明显改善;⑤方法的回收率在100％ ～ 104％之间,相对标准偏差1.11％.该法与离子色谱法的HCN检测值的相对偏差＜5％.     

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％.     

Al2O3和TiO2吸附氢氰酸研究

考察了Al2O3和TiO2对氢氰酸的吸附效果。结果表明,在用量40mg/支滤嘴下,Al2O3和TiO2对卷烟烟气HCN的脱除率分别为42.0%和34.8%,并且其吸附主要以化学吸附为主。     

卷烟材料参数对主流烟气氨释放量的影响

为明确不同卷烟材料参数对主流烟气氨释放量的影响规律,采用数学模型和模型分析法研究了卷烟材料中卷烟纸透气度(X1)、接装纸透气度(X2)、成型纸透气度(X3)、复合滤嘴丝端丝束规格(X4)、复合滤嘴嘴端丝束规格(X5)、添加剂A(X6)和添加剂B(X7)7个参数对主流烟气氨释放量的影响,分析了单因素效应、双因素效应和边际效应.结果表明:①7个参数对卷烟主流烟气氨释放量影响的大小顺序为:X5＞ X2=X4＞ X1＞X3＞X7＞X6;②两因素间的交互作用较为明显的有:X1和X4,X1和X5,X1和X7,X2和X4,X2和X5,X2和X7,X3和X4,X5和X6,X5和X7.③X5对主流烟气氨释放量的影响最显著,随X5的增大主流烟气氨释放量下降明显.     

卷烟主流烟气中CO的降低方法综述

综述了国内外降低卷烟主流烟气中CO的各种技术途径,主要包括物理法和化学法,重点是催化氧化法,并强调了开发低CO卷烟产品的紧迫性以及今后降CO技术的研究方向。     

基于卷烟辅助材料参数的卷烟烟气有害成分预测模型

为考察卷烟辅助材料参数(卷烟纸克重、卷烟纸透气度、成型纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻)对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响,采用中心组合结合正交设计制备试验卷烟,利用线性回归法和逐步回归法建立卷烟辅助材料参数对主流烟气7种有害成分(CO,NNK,NH3,HCN,BaP,苯酚、巴豆醛)及2种常规化学成分(焦油、烟碱)释放量的多因素预测模型,根据统计学原理中交叉验证标准差(RMSECV)最小的原则筛选出最优预测模型。在不同卷烟配方条件下,外部验证结果表明:CO,NNK,NH3,HCN,BaP,巴豆醛、苯酚、烟碱和焦油等9种有害成分平均预测相对偏差分别为6.9%,8.7%,6.6%,11.8%,4.1%,8.2%,5.3%,4.0%和4.8%。9种有害成分预测模型预测精度良好,对于不同的配方和辅助材料具有广泛的适用性。