本發(fā)明屬于煙用材料，涉及一種煙用降焦功能材料的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、卷煙焦油是在缺氧環(huán)境下有機成分不完全燃燒生成的物質(zhì)，其中存在多種含氧、硫、氮的烴及烴類衍生物，這些物質(zhì)雖含量較少，但對身體存在著健康風(fēng)險。因此，研究如何降低卷煙煙氣中焦油及其他有害物質(zhì)的釋放量對提高卷煙吸食安全性、保護(hù)吸煙者的健康具有重要意義。

2、常用的降焦手段有多種，如育種和栽培的優(yōu)化、配方調(diào)整、輔材設(shè)計優(yōu)化等。在濾棒中添加功能材料是降低煙氣有害成分的一種重要方法，例如cn117244522a公開了一種可降低煙氣中焦油及co的硅藻土顆粒的制備方法，包括：將硅藻土、膠黏劑和水混合制成濕粉末，再將丸芯放入離心拋丸機中噴灑濕潤劑進(jìn)行造粒，利用離心力將濕粉末裹覆在丸芯上，干燥后制得硅藻土功能顆粒。通過在顆粒核外層包裹硅藻土粉末的形式，制得具有一定吸附焦油及co功能的硅藻土顆粒，制備工藝簡單，成本低，制成的硅藻土顆粒濾棒具有較好的焦油和co吸附能力。例如cn103126073a公開了一種可降低卷煙主流煙氣中焦油含量的濾棒纖維基材添加劑和復(fù)配添加劑及應(yīng)用，該添加劑以檸檬酸酯類化合物中的一種或幾種作為有效成分；含該添加劑的纖維基材制成的濾棒最高可降低卷煙主流煙氣中焦油含量10.3％。

3、目前卷煙濾棒中采用的功能材料對煙氣有害成分有較好截留作用，但這類材料的降焦能力有限。因此，研究出更多類型的具備良好降焦能力的材料是十分有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煙用降焦功能材料的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種煙用降焦功能材料的制備方法，所述煙用降焦功能材料的制備方法包括如下步驟：

4、(1)將雞血藤干燥后粉碎過篩，對粉碎物進(jìn)行研磨處理，得到細(xì)化顆粒；

5、(2)對細(xì)化顆粒進(jìn)行超細(xì)化處理，過篩，得到超細(xì)顆粒物；

6、(3)將超細(xì)顆粒物與醇水溶液混合進(jìn)行熱處理，固液分離，干燥，得到超細(xì)多孔顆粒物；

7、(4)對超細(xì)多孔顆粒物進(jìn)行胺化改性，得到改性超細(xì)多孔顆粒物；

8、(5)將改性超細(xì)多孔顆粒物與金屬離子溶液混合浸漬，固液分離，干燥，得到所述煙用降焦功能材料。

9、本發(fā)明所涉及的煙用降焦功能材料是以天然植物雞血藤為原料，將其粉粹、研磨、超細(xì)化處理后進(jìn)行多孔化處理，使其內(nèi)部形成均勻貫通的孔洞，其多孔特征更有利于吸附卷煙煙氣中的焦油及其它有害成分，當(dāng)煙氣通過濾棒時，粒子通過擴散沉積、直接攔截和慣性碰撞被材料截留從而降低卷煙煙氣中的焦油及其他有害成分的含量。進(jìn)一步地，對超細(xì)多孔顆粒物進(jìn)行了胺化改性和金屬離子配位處理，胺化改性引入氨基后，氨基可與巴豆醛發(fā)生反應(yīng)降低其含量，同時氨基更易于負(fù)載金屬離子，而金屬離子與氰化氫之間存在絡(luò)合效應(yīng)從而降低氰化氫的含量，這使得卷煙煙氣中有害成分的吸附效果進(jìn)一步提升。

10、其中研磨處理能夠改善雞血藤纖維的表面性能，增加其粗糙度和活性位點，提高其表面反應(yīng)性能，更有利于材料后續(xù)的多孔化處理和胺化改性及金屬配位處理。其中超細(xì)化處理能使雞血藤顆粒具有更高的表面能和反應(yīng)活性，更有利于材料后續(xù)的多孔化處理和胺化改性及金屬配位處理。

11、通過上述制備方法制得的煙用降焦功能材料能夠顯著降低卷煙煙氣中的焦油以及氰化氫和巴豆醛等有害成分的釋放量，可有效提升卷煙的吸食安全性。

12、優(yōu)選地，步驟(1)所述干燥至含量率10％以下，例如10％、9％、8％、7％、6％、5％等。

13、優(yōu)選地，步驟(1)所述粉碎物為30-80目，例如30目、40目、50目、60目、70目、80目等。

14、優(yōu)選地，步驟(1)所述研磨處理的方式包括盤磨處理、球磨處理、輥磨處理、錐磨處理或刀磨處理。

15、優(yōu)選地，步驟(1)所述研磨處理的時間為5-15min，例如5min、6min、8min、9min、10min、12min、13min、14min、15min等。

16、采用上述特定的工藝參數(shù)對粉碎物進(jìn)行研磨處理，對改善雞血藤纖維的表面性能，增加其粗糙度和活性位點，提高其表面反應(yīng)性能的效果更好。

17、優(yōu)選地，步驟(2)所述超細(xì)化處理采用氣流粉碎機進(jìn)行。

18、優(yōu)選地，步驟(2)所述超細(xì)顆粒物為400-500目，例如400目、420目、430目、440目、450目、470目、500目等。

19、優(yōu)選地，步驟(3)所述超細(xì)顆粒物與醇水溶液的料液比為1:(15-25)g/ml，例如15g/ml、18g/ml、20g/ml、22g/ml、24g/ml、25g/ml等。

20、優(yōu)選地，步驟(3)所述醇水溶液中醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-95％，例如70％、72％、75％、80％、83％、85％、90％、95％等。

21、優(yōu)選地，步驟(3)所述醇水溶液中醇包括乙醇、異丙醇、甲醇或多元醇中的任意一種或至少兩種的組合。

22、優(yōu)選地，步驟(3)所述醇水溶液中醇為乙醇或乙醇與異丙醇的組合。

23、采用上述特定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的醇水溶液尤其是乙醇水溶液或乙醇與異丙醇混合水溶液對材料進(jìn)行多孔化處理的效果更好，其在降低卷煙煙氣中的焦油以及氰化氫和巴豆醛等有害成分釋放量方面的效果更加優(yōu)異。

24、優(yōu)選地，步驟(3)所述熱處理的溫度為50-80℃，例如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃等；時間為1-3h，例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h等。

25、優(yōu)選地，步驟(4)所述胺化改性包括先對超細(xì)多孔顆粒物進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，再進(jìn)行胺化反應(yīng)。

26、優(yōu)選地，所述環(huán)氧化反應(yīng)采用的試劑包括環(huán)氧氯丙烷。

27、優(yōu)選地，所述環(huán)氧氯丙烷與超細(xì)多孔顆粒物的比例為(1-4)ml:1g，例如1ml:1g、1.5ml:1g、2ml:1g、2.5ml:1g、3ml:1g、3.5ml:1g、4ml:1g等。

28、優(yōu)選地，所述環(huán)氧化反應(yīng)在30-70℃(例如30℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃等)下進(jìn)行4-8h(例如4h、4.5h、5h、5.5h、6h、7h、8h等)。

29、優(yōu)選地，所述胺化反應(yīng)采用的胺化試劑包括乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺中的任意一種或至少兩種的組合。

30、優(yōu)選地，所述胺化試劑與環(huán)氧化改性后產(chǎn)物的比例為(0.5-3)ml:1g，例如0.5ml:1g、1ml:1g、1.5ml:1g、2ml:1g、2.5ml:1g、3ml:1g等。

31、優(yōu)選地，所述胺化反應(yīng)在55-85℃(例如55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃等)下進(jìn)行4-8h(例如4h、4.5h、5h、5.5h、6h、7h、8h等)。

32、優(yōu)選地，步驟(5)所述金屬離子包括鐵離子、鋅離子、鎂離子、銅離子或鎳離子中的任意一種或至少兩種的組合。優(yōu)選鎳離子。

33、相較于其他類型的金屬離子，鎳離子修飾后的材料在降低卷煙煙氣中的焦油以及氰化氫和巴豆醛等有害成分釋放量方面的效果更加優(yōu)異。

34、優(yōu)選地，步驟(5)所述金屬離子溶液的濃度為0.2-1.5m，例如0.2m、0.4m、0.5m、0.8m、1.0m、1.2m、1.4m、1.5m等；所述金屬離子溶液與改性超細(xì)多孔顆粒物的比例為(5-20)ml:1g，例如5ml:1g、8ml:1g、10ml:1g、12ml:1g、15ml:1g、18ml:1g、20ml:1g等。

35、優(yōu)選地，步驟(5)所述浸漬在35-55℃(例如35℃、38℃、40℃、45℃、50℃、55℃等)下進(jìn)行2-6h(例如2h、3h、4h、5h、6h等)。

36、優(yōu)選地，步驟(5)所述干燥后還通過流化床造粒法對產(chǎn)物進(jìn)行顆?；幚怼?/p>

37、優(yōu)選地，所述顆?；幚碇惺褂谜澈蟿?，所述粘合劑包括羧甲基纖維素水溶液，所述粘合劑的干料占煙用降焦功能材料質(zhì)量的3-7％。

38、為了進(jìn)一步提升本發(fā)明所制備的煙用降焦功能材料的實用性，對該材料使用流化床造粒法進(jìn)一步進(jìn)行顆?；幚?，通過顆?；幚?，能夠制備出不同粒徑大小的顆粒材料，從而可以更好地滿足各種應(yīng)用場景的需求。

39、第二方面，本發(fā)明提供根據(jù)第一方面所述的制備方法制得的煙用降焦功能材料。

40、第三方面，本發(fā)明提供根據(jù)第二方面所述的煙用降焦功能材料在制備卷煙濾材中的應(yīng)用。

41、第四方面，本發(fā)明提供一種降焦卷煙，所述降焦卷煙的濾嘴中添加有第二方面所述的煙用降焦功能材料。

42、優(yōu)選地，所述煙用降焦功能材料的負(fù)載量為20-60mg/支煙，例如20mg/支煙、25mg/支煙、30mg/支煙、40mg/支煙、50mg/支煙、60mg/支煙等。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

44、本發(fā)明所涉及的煙用降焦功能材料是以天然植物雞血藤為原料，將其粉粹、研磨、超細(xì)化處理后進(jìn)行多孔化處理，使其內(nèi)部形成均勻貫通的孔洞，其多孔特征更有利于吸附卷煙煙氣中的焦油及其它有害成分，當(dāng)煙氣通過濾棒時，粒子通過擴散沉積、直接攔截和慣性碰撞被材料截留從而降低卷煙煙氣中的焦油及其他有害成分的含量。

45、進(jìn)一步地，對超細(xì)多孔顆粒物進(jìn)行了胺化改性和金屬離子配位處理，胺化改性引入氨基后，氨基可與巴豆醛發(fā)生反應(yīng)降低其含量，同時氨基更易于負(fù)載金屬離子，而金屬離子與氰化氫之間存在絡(luò)合效應(yīng)從而降低氰化氫的含量，這使得卷煙煙氣中有害成分的吸附效果進(jìn)一步提升。

46、其中研磨處理能夠改善雞血藤纖維的表面性能，增加其粗糙度和活性位點，提高其表面反應(yīng)性能，更有利于材料后續(xù)的多孔化處理和胺化改性及金屬配位處理。其中超細(xì)化處理能使雞血藤顆粒具有更高的表面能和反應(yīng)活性，更有利于材料后續(xù)的多孔化處理和胺化改性及金屬配位處理。

47、通過上述制備方法制得的煙用降焦功能材料能夠顯著降低卷煙煙氣中的焦油以及氰化氫和巴豆醛等有害成分的釋放量，可有效提升卷煙的吸食安全性。