一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料及其制备方法

本发明涉及香烟过滤，具体涉及一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料及其制备方法。

背景技术：

1、香烟主流烟雾中含有大量有害化学物质，如尼古丁、多环芳烃、亚硝胺、氰化氢、一氧化碳和甲醛等，它们是造成健康危害的罪魁祸首。在过去的50年里，肺癌病例和死亡率在全球范围内显著增加，每年新发肺癌病例的增长率为3％。吸烟已被证明与各种器官的癌症有关，包括肝、胃、喉、食道、胰腺和膀胱癌。流行病学和实验研究表明，吸烟引起的中枢神经系统改变主要集中在炎症和氧化应激途径上，可以对结构和功能产生影响。吸烟与各种神经精神疾病的风险增加有关。此外，吸烟对生殖健康有负面影响，增加低出生体重和早产的发生率。这些不良后果可能对个人、家庭和整个社会产生深远影响。

2、在过去研究中，香烟烟气中有害物质的吸附材料包括海绵、树脂、合成纤维、活性炭、沸石等材料。这些材料均是疏松、多孔的结构，并且具有良好的透气性和过滤效率。但是这类材料在吸附烟气中有害物质的同时，也会带走水分等影响口感成分，因而并不受消费者欢迎。

3、现今市面上香烟过滤嘴的主要成分是醋酸纤维素，它是纤维素分子与醋酸酐发生酯化反应而得到的化学改性高分子聚合物。用于卷烟过滤嘴的醋酸纤维素具有无毒、无味、耐冲击、防油、无静电、拉力小、吸附力强等优点。然而目前醋酸纤维素型滤嘴仍存在一些缺点，如难降解、不够绿色环保以及口感有待提升等问题，因此，开发高温热稳定性好、机械强度高、环保无毒、易生物降解，对香烟烟气中的有害物质能够进行高效吸附，可以替代醋酸纤维素成为香烟过滤嘴的天然植物基新型功能材料，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料及其制备方法，在不影响吸烟者体验感的情况下，能够更好地去除烟气中焦油类物质，尤其是具有致癌作用的稠环芳烃类有害物质，减小了香烟对人体的危害。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料，包括植物基纤维，所述植物基纤维表面覆有金属-多酚网络功能性材料，所述金属-多酚网络是由铁离子和单宁酸配位自组装反应形成。

4、一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料的制备方法，包括以下步骤：

5、步骤1、将浓度为0.01～10mol l-1的单宁酸溶液和浓度为0.01～10mol l-1浓度为0.01～10mol l-1铁离子溶液进行混合，得到功能化处理剂；单宁酸溶液、铁离子溶液的体积比为1:1～1:10；

6、步骤2、将植物基纤维完全浸泡在功能化处理剂中40min-200min后取出，放入烘箱中烘干，得到表面具有金属-多酚结构的植物基纤维功能材料。

7、进一步的，所述步骤1是将单宁酸溶解在去离子水中获得单宁酸溶液，将六水合氯化铁溶解于乙二醇中获得铁离子溶液。

8、进一步的，所述步骤2中植物基纤维包括纤维素纤维、棉纤维、亚麻纤维、罗布麻纤维、剑麻纤维。

9、进一步的，所述步骤2的烘烤温度为60℃，时间≥24h。

10、进一步的，本发明提供了上述去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料在香烟烟气过滤产品中的应用。

11、本发明一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料及其制备方法，采用植物基纤维作为基底材料，通过分子自组装法在基底材料上生长功能性薄膜，从而对植物基纤维表面进行功能化改性，得到表面具有金属-多酚结构的植物基纤维功能材料，然后将表面具有金属-多酚结构的植物基纤维功能材料，该材料能够有效拦截并去除香烟烟气中焦油类、尤其是稠环芳烃类有害物质。同时，该制备过程简单便捷，金属-多酚结构在植物基纤维表面非常牢固，可以直接用于制作香烟滤嘴，应用于吸烟的过程中，减少吸烟者吸入的有害成分。

12、采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：

13、1、本发明采用植物基纤维作为基底材料，植物纤维简单易得，且具有比表面积大、孔隙度高、来源广、价格低廉、质量轻、可降解等优点；对植物基纤维改性时，所用原料单宁酸和铁离子廉价易得，安全性好，无毒无害，因而环保性好。

14、2、改性采用分子自主装法完成，操作简单，成本较低，反应条件温和，生产周期短，无需大型设备及专用仪器，可实现工业化大规模生产。

技术特征：

1.一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料，包括植物基纤维，所述植物基纤维表面覆有金属-多酚网络功能性材料，所述金属-多酚网络功能性是由铁离子和单宁酸配位自组装反应形成。

2.一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料的制备方法，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1是将单宁酸溶解在去离子水中获得单宁酸溶液，将六水合氯化铁溶解于乙二醇中获得铁离子溶液。

4.根据权利要求2所述的一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中植物基纤维包括纤维素纤维、棉纤维、亚麻纤维、罗布麻纤维、剑麻纤维。

5.根据权利要求2所述的一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2的烘干温度为60℃，时间大于等于24h。

6.根据权利要求2所述的一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料的制备方法得到的植物基纤维功能材料，在香烟烟气过滤产品中的应用。

技术总结本发明涉及香烟过滤技术领域，具体涉及一种去除香烟烟气中稠环芳烃类有害物质的功能材料及其制备方法，采用植物基纤维作为基底材料，通过分子自组装法在基底材料上生长功能性薄膜，从而对植物基纤维表面进行功能化改性，得到表面具有金属‑多酚结构的植物基纤维功能材料，将表面具有金属‑多酚结构的植物基纤维功能材料用于香烟滤嘴材料中，该材料能够有效拦截并去除香烟烟气中焦油类、尤其是稠环芳烃类有害物质。同时，该制备过程简单便捷，金属‑多酚结构在植物基纤维表面非常牢固，可以直接用于制作香烟滤嘴，应用于吸烟的过程中，减少吸烟者吸入的有害成分。技术研发人员：张亚刚,郝爽,马玮,刘艳霞,赵麟,项玮,蒋小丽受保护的技术使用者：电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/3/24