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CN110152625B - 一种降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂、制备方法以及应用 - Google Patents

一种降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂、制备方法以及应用 Download PDF

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CN110152625B
CN110152625B CN201810149191.6A CN201810149191A CN110152625B CN 110152625 B CN110152625 B CN 110152625B CN 201810149191 A CN201810149191 A CN 201810149191A CN 110152625 B CN110152625 B CN 110152625B
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Abstract

本发明属于卷烟添加剂技术领域，具体涉及一种可降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂，为β‑环糊精和衣康酸的共聚物。本发明还提供了所述的吸附剂的制备方法，所述吸附剂以β‑环糊精接和衣康酸为原料，聚合得到对氨气具有高吸附性的聚合物。本发明还公开了所述的吸附剂的应用，将其添加一定量的该聚合物于卷烟滤嘴中，可选择性地大幅降低卷烟主流烟气中的氨40％以上，同时又保持了烟气的口感。本发明合成的吸附剂制备方法简单，便于工业化生产，安全且稳定性高。

Description

一种降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂、制备方法以及 应用
技术领域
本发明属于卷烟减害降焦领域，具体涉及一种可降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂制备方法和应用。
背景技术
卷烟烟气中的氨主要来源于烟草及其他辅助材料中的含氮化合物包括蛋白质、氨基酸、硝酸盐、铵、酰胺、生物碱及含氮杂环化合物。适宜的含氮化合物含量可保持烟气适当感官度，但过高的含氮化合物含量不仅使烟气粗粮，产生焦糊味，刺激人体的视觉和呼吸系统，而且还会产生大量的有害成分。因此降低卷烟主流烟气中的氨含量意义重大。
利用吸附法来降低卷烟主流烟气中氨的释放量是一种行之有效的办法。G，Li等以草酸亚铁和醇类制备了一系列的碳纳米笼，该碳纳米笼对氨气具有一定的吸收效果。Deng等制备了钛酸盐纳米管和铁酸盐纳米片，并考察了其对卷烟烟气中有害化合物的脱除效果。结果表明，铁酸盐纳米管对氨气、对苯二酚、邻苯二酚及苯酚具有很好的脱除效果。但是这些吸附剂制备过程繁琐，原料的价格较高，并不适用于大规模工业化生产。
现有技术中，也报道了一些旨在降低主流烟气中氨的方法或结构。例如，公开号为CN101946978A的中国专利文献公开了一种降低氨含量的卷烟加工工艺方法，主要是利用微波改变卷烟制丝工艺来实现。
公开号为CN102697182A的中国专利文献公开了在滤棒中添加活性组分原卟啉化合物的方法。
现有技术涉及工艺较复杂或活性组分安全性，成本高等问题，因而应用前景存在一定难度。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种降低卷烟主流烟气中氨的吸附剂；在在选择性地显著降低卷烟主流烟气中氨的释放量，减少对人体的伤害。
本发明的第二目的在于提供一种所述的吸附剂的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种所述的吸附剂的应用。
一种降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂，为β-环糊精和衣康酸的共聚物。
本发明所述的吸附剂，以β-环糊精为载体，为含有大量羧基的聚合物，可与主流烟气中的氨发生反应，从而降低主流烟气中氨的含量。
β-环糊精分子中有7个糖环结构，每个糖环的5位上的-CH2-OH(非糖环上的-OH)最活跃，也即是有7个和衣康酸聚合的位点，本发明所述的产物中，7个糖环上的-CH2-OH中，至少一个和衣康酸聚合。
作为优选，所述的吸附剂具有式1示意结构的共聚物中的至少一种：
Figure BDA0001578384020000021
限定R1～R7独自为H或式2的衣康酸链段，其中，R1～R7中，至少一个取代基为式2链段；
Figure BDA0001578384020000022
式2中，x为聚合度；x为1～1000。
作为优选，所述的吸附剂由β-环糊精和衣康酸在引发剂引发下发生自由基聚合得到。
进一步优选，所述的β-环糊精和衣康酸的共聚物中，β-环糊精的质量百分数为61.3-70.2％
作为优选，所述的吸附剂的粒径范围为50-200目。在该优选的粒径范围下的吸附效果更优异。
本发明还提供了一种所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，β-环糊精和衣康酸在引发剂作用下发生聚合反应；聚合结束后，加入阻聚剂终止反应；聚合产物经洗涤、沉淀、干燥处理，即得所述的吸附剂。
本发明制备方法中，先将β-环糊精和衣康酸混合，随后再在引发剂下，β-环糊精表面的羟基在引发剂作用下生成自由基单体，自由基单体进而与衣康酸生发聚合反应，生成β-环糊精与衣康酸的交联接枝聚合物，制得所述的共聚物。β-环糊精和衣康酸预先进行反应，是将易自聚的衣康酸分散在β-环糊精的分子周围，使得这种自聚的概率降低，β-环糊精作为担体的概率增加；进而增加了β-环糊精和衣康酸的接枝聚合，对材料的吸附性能有促进作用。
本发明所述的制备方法，制备方程式见方程式1：
Figure BDA0001578384020000031
本发明衣康酸上是与羧基形成π-π共轭的双键，在引发剂引发的自由基聚合比高温引发更剧烈；如此有助于提升接枝率，进而提升吸附效果。
作为优选，β-环糊精与衣康酸的摩尔比为1∶6-1∶31。在该优选的比例下，更利于聚合接枝，进而有助于制得吸附性能优异的吸附剂；过高的物质量比和过低的物质量比都不利于接枝反应的发生。
本发明中，优选将β-环糊精与衣康酸分别溶剂在水中，得到各自的溶液，再将溶解有原料的溶液混合加热反应。
作为优选，β-环糊精和衣康酸在40-80℃下反应。在该优选的范围温度下，优选的反应时间为20-40min；进一步优选为30min。
β-环糊精和衣康酸反应后，向反应体系中投加引发剂。
作为优选，所述的引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵。
本发明中，通过所述的单体(β-环糊精和衣康酸)，在引发剂引发下发生自由基聚合反应，其接枝聚合反应经历链引发、链传递、链终止等过程，过硫酸铵在加热条件下所产生的自由基进攻β-环糊精(β-CD-OH)表面的羟基生成自由基单体，发生链引发；自由基单体进而与衣康酸反应，发生链传递及链终止，最后生成β-环糊精与衣康酸的交联接枝聚合物。
衣康酸羧基与C＝C形成π-π共轭，在引发剂引发产生β-环糊精上自由基，β-环糊精上自由基去更易去进攻C＝C聚合；聚合得到的产品相比于酯链，有助于提高接枝率；进而提升吸附效果。
作为优选，所述的引发剂的投加量为单体β-环糊精的的1wt％-7wt％。
作为优选，聚合反应过程的温度为40-80℃。在该优选温度下进行聚合反应，有助于进一步提升接枝效果，进而进一步提升吸附剂的效果。过高的反应温度或过低的反应温度都不利于接枝反应。
在所述优选的聚合温度下，优选的聚合反应时间为1-5h；进一步优选为3h。
聚合反应完成后，向聚合反应体系中投加阻聚剂，终止聚合反应。作为优选，所述的阻聚剂为对苯二酚的水溶液，其中，对苯二酚摩尔浓度为0.05-0.10mol/L。
作为优选，所述的洗涤液为甲醇的水溶液，其中，甲醇的体积百分数为20～40％；进一步优选为30％。
作为优选，沉淀过程采用的沉淀剂为丙酮。
本发明中，干燥过程优选在真空条件下进行。
本发明所述的吸附剂的制备方法，将β-环糊精与衣康酸分别溶于去离子水中，加热反应30min，加入引发剂聚合；反应完成后，加入阻聚剂终止反应；洗涤沉淀后，真空干燥，即得。
本发明还提供了一种所述的吸附剂的应用，将其作为添加剂添加在卷烟滤棒中。
本发明中，所述的吸附剂直接添加至卷烟滤棒中，无需预先负载至载体上。本发明将所述的共聚物可作为吸附剂添加在卷烟滤嘴中，可选择性降低主流烟气中氨的含量。
作为优选，所述的应用，所述的卷烟滤棒为二元复合滤棒或三元复合滤棒。
本发明中，根据卷烟滤棒类型的不同，本发明所述的吸附剂的添加部位进行优选，可进一步提升吸附效果。
作为优选，所述的吸附剂添加在二元复合滤棒的靠近烟丝端。
作为优选，所述的吸附剂添加在三元复合滤棒的中间段。
本发明中，作为吸附剂时的粒径范围为50-200目。
作为优选，在卷烟滤棒中的添加量为5mg/支-20mg/支。
本发明成的接枝聚合物除了能够降低卷烟主流烟气中的氨气，还能降低卷烟主流烟气中的苯酚类化合物。这是因为苯酚上的羟基与接枝聚合物上大量的羧基反应接触反应。
本发明的机理为：
以引发剂的自由基聚合反应合成的，其接枝聚合反应经历链引发、链传递、链终止等过程，引发剂在加热条件下所产生的自由基进攻β-环糊精(β-CD-OH)表面的羟基生成自由基单体，发生链引发；自由基单体进而与衣康酸反应，发生链传递(C-C链传递)及链终止，最后生成β-环糊精与衣康酸的交联接枝聚合物；相比于酯键传递的聚合物，本发明的吸附剂一个分子单元负载的羧基量多，吸附性能更优。
本发明的优点主要在于：
本发明首次将衣康酸负载于β-环糊精上，并通过聚合反应得到含多羧基的环糊精类聚合物。当本发明的吸附剂在卷烟滤棒中的添加量为10mg/支时，对主流烟气中氨的吸收效率高达46％，并且对卷烟吸味无显著影响，具有良好的选择性。此外，本发明合成的吸附剂制备方法简单，便于工业化生产，安全且稳定性高。
附图说明
图1为衣康酸、β-环糊精和吸附剂的1H NMR谱图；
其中，图1(I)(II)(III)依次是IA(衣康酸)、β-CD和β-CD-g-IA(吸附剂)的1H NMR谱图。如图1(I)所示，IA的位移特征吸收峰位于13.0ppm-2.0ppm，其中12.4ppm(H-a)是羧基氢峰；6.1ppm(H-c)和5.7ppm(H-d)是碳碳双键上的氢峰，2.5ppm(H-b)是连接在双键上亚甲基的氢峰；3.2ppm和3.4ppm是溶剂氘代DMSO和水峰。如图1(II)所示β-CD的特征吸收峰，7.6ppm(H-e)为6位羟基氢峰，6.5ppm(H-g)为3位羟基氢峰，5.8ppm(H-h)为2位羟基氢峰，4.8ppm(H-i1，2)为6位亚甲基上的氢峰，6.2ppm(H-f)、3.8ppm(H-j)、3.7ppm(H-k)、3.2ppm(H-n)、2.5ppm(H-m)为β-CD上对应的氢峰。如图1(III)所示β-CD-g-IA的1H NMR谱图，保持了IA和β-CD的特征峰。在IA与β-CD关联接枝过程中，IA的碳碳双键断裂后与醚键相连，受醚键的供电子共轭效应影响，IA的H-c和H-d向低场移动至4.4ppm(H-p1，2)；同时，由于IA存在自聚反应，受羧基屏蔽区的影响，IA上2.5ppm处的亚甲基氢峰(H-b)向低场移动至1.0ppm[21]。以上1H NMR表征结果表明IA成功接枝于β-CD。以上1H NMR表征结果验证了β-环糊精与衣康酸的接枝聚合物反应遵循图片所示反应历程。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明，而不是对本发明保护范围的进一步限定。
卷烟主流烟气中氨的检测参照行业标准YC/T 377-2010。
实施例1
取6.17mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，60℃下反应30min，然后加入223.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.075mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为44％。
实施例2
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入223.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为46％。
实施例3
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入223.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为46％。
实施例4
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入223.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为25mg/支，
经测得烟支吸阻过大，测量结果不准确，影响吸烟口感。
实施例5
聚合反应温度为40℃、引发剂用量为1％：具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，40℃下反应30min，然后加入74.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为39％。
实施例6
聚合反应范围为0.5h、引发剂用量为1％，具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入70mg引发剂过硫酸铵，继续反应0.5h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为32％。
实施例7
改变引发剂的投加量：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入223mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
实施例8
改变引发剂的投加量：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
实施例9
改变引发剂的投加量：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入521mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
引发剂的投加量就是参照单体质量的1％-7％，选用的就是1％，3％，5％，7％的四个点的投加量，吸附率在投加量在3％是最高的，接枝率也是最大的。
实施例10
改变β-环糊精和衣康酸的物质的量比例：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入40mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
实施例11
改变β-环糊精和衣康酸的物质的量比例：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入81mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
实施例12
改变β-环糊精和衣康酸的物质的量比例：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入162mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
实施例13
改变β-环糊精和衣康酸的物质的量比例：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入208mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为43％。
β-环糊精和衣康酸的物质的量比为1∶6；1∶12；1∶18；1∶24；1∶30，β-环糊精上有7个反应位点，其中有一个位点活性非常差，几乎是不参与反应，所以物质的量比为1∶6，低于这个值自由基聚合反应是不充分的。
对比例1：
和实施例1相比，区别在于，聚合反应温度为30℃：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入208mmol衣康酸，30℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为31％。
对比例2：
和实施例1相比，区别在于，聚合反应温度为90℃：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入208mmol衣康酸，90℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为23％。
聚合温度高于80摄氏度，容易导致引发剂失活，而低于40℃的聚合温度不能使引发剂的活性达到最大，容易导致接枝率的降低，反应进程的减慢。
对比例3
本对比案例探讨引发剂的投加量(0.5wt％)，具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入208mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入37.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为26％。
对比例4
本对比案例探讨引发剂的投加量(8wt％)，具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入208mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入600.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mo1/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为28％。
对比例5
本对比案例探讨β-环糊精和衣康酸的物质的量(1∶7.7)，具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入50.4mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为29％。
对比例6
本对比案例探讨β-环糊精和衣康酸的物质的量(1∶107)，具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入701mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入372.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为10mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率为33.4％。
从各实施例、对比例5和6可知，β-环糊精和衣康酸的物质的量在本发明所要求的范围内，更有利于接枝率的提升。
对比例7
本对比案例探讨添加量，具体如下：
取6.57mmol的β-环糊精在60℃下溶于100ml的去离子水中，加入122.22mmol衣康酸，80℃下反应30min，然后加入223.00mg引发剂过硫酸铵，继续反应3h。最后加入5ml浓度为0.08mol/L的对苯二酚水溶液终止反应。将混合物体系冷却至室温，用甲醇水溶液(30∶70)洗涤，倾入丙酮中沉淀，抽滤，并用去离子水洗涤，40℃下真空干燥24h，得到白色粉末状固体即为吸附剂。将此吸附剂在甲醇的水溶液中索氏提取48h，除去未反应的单体，干燥后将吸附剂置于卷烟滤嘴中，用量为1mg/支，ISO抽吸模式下对卷烟主流烟气中氨的吸附效率很低，几乎没有吸附性。

Claims (14)

1.一种降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂，其特征在于，为β-环糊精和衣康酸的接枝共聚物；
其通过以下步骤制备得到：
β-环糊精和衣康酸在引发剂作用下发生聚合反应；聚合结束后，加入阻聚剂终止反应；聚合产物经洗涤、沉淀、干燥处理，即得所述的吸附剂；
β-环糊精与衣康酸的摩尔比为1:6~1:31；
所述的引发剂的投加量为单体β-环糊精的质量的1wt%—7wt%；
聚合反应过程的温度为40-80℃；聚合反应时间为1-5h。
2.如权利要求1所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂，其特征在于，β-环糊精的质量百分数为61.3%—70.2%。
3.如权利要求1所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂，其特征在于，所述的吸附剂的粒径为50-200目。
4.一种权利要求1~3任一项所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，其特征在于，β-环糊精和衣康酸在引发剂作用下发生聚合反应；聚合结束后，加入阻聚剂终止反应；聚合产物经洗涤、沉淀、干燥处理，即得所述的吸附剂；
β-环糊精与衣康酸的摩尔比为1:6~1:31；
所述的引发剂的投加量为单体β-环糊精的质量的1wt%—7wt%；
聚合反应过程的温度为40-80℃；聚合反应时间为1-5h。
5.如权利要求4所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，其特征在于，β-环糊精和衣康酸在40-80℃下反应，β-环糊精和衣康酸反应后向反应体系中投加引发剂。
6.如权利要求5所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，其特征在于，反应时间为20~40min。
7.如权利要求4所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵。
8.如权利要求4所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的阻聚剂为对苯二酚的水溶液，其中，对苯二酚摩尔浓度为0.05-0.10mol/L。
9.如权利要求4所述的降低卷烟主流烟气中氨释放量的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述洗涤过程的洗涤液为甲醇的水溶液，其中，甲醇的体积百分数为20~40%；
沉淀过程采用的沉淀剂为丙酮。
10.一种如权利要求1~3任一项所述的吸附剂或者权利要求4~9任一项制备方法制得的吸附剂的应用，其特征在于，将其作为添加剂添加在卷烟滤棒中。
11.如权利要求10所述的吸附剂的应用，其特征在于，在卷烟滤棒中的添加量为5mg/支-20mg/支。
12.如权利要求11所述的吸附剂的应用，其特征在于，所述的卷烟滤棒为二元复合滤棒或三元复合滤棒。
13.如权利要求12所述的吸附剂的应用，其特征在于，所述的吸附剂添加在二元复合滤棒的靠近烟丝端。
14.如权利要求12所述的吸附剂的应用，其特征在于，所述的吸附剂添加在三元复合滤棒的中间段。
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