本发明属于香烟添加材料， 更具体涉及一种降低卷烟主流烟气中多种有害 成分释放量的钛酸盐纳米管添加材料及其制备 方法和应用。 背景技术

科学研究证据和流行病学统计证明， 吸烟对人类的健康会产生显着的危害， 香烟烟气中的主要成分有焦油、 烟碱 (尼古丁)和一氧化碳 (CO)等， 对人体有毒有 害， 其中焦油对人有致癌作用。 香烟燃烧生成的 CO使人缺氧， 烟碱 (尼古丁：)则 十分容易使人产生依赖性 (成瘾)， 还能麻痹人的呼吸中枢， 引起人的心血管疾病 等。 另外， 多环芳烃、 亚硝胺等物质是卷烟烟气中最重要、 数量最多的一类致癌 物， 在吸烟致癌方面起着主要作用。

为了减少主流烟气对人体产生的危害， 国内外的烟草科研工作者做了大量的 研究。利用卷烟滤嘴里的添加材料降低卷烟主 流烟气中的有害物质是人们常见的 研究方法之一。南京大学恽之瑜等人将 NaY和 NaZSM-5等沸石作为添加剂均匀 分散在烟丝中，有效的去除烟气中的亚硝胺。 该研究小组又发明了另一种可降低 卷烟烟气中亚硝胺含量的卷烟添加剂，该添加 剂主要有多孔材料的海藻酸盐悬浮 溶液组成， 可喷在烟丝上， 多孔材料可以是硅胶、 多孔氧化铝、 Na型 4A沸石 或多孔硅铝酸盐等， 该法可使卷烟烟气中的亚硝胺含量降低 17%-65 %。 湖南中 烟将金属氧化物（A1 ₂ 0 ₃ 、 Fe ₂ 0 ₃ 、 Al ₂ 0 ₃ -Fe ₂ 0 ₃ )改性的活性炭纤维添加到滤嘴中， 选择性降低烟气中 28%的苯酚。 近期， 他们的专利 CN】0】297715A公幵一种降 低烟气中酚类物质含量的方法： 将离子液体固载到多孔材料或醋酸纤维上，利 用 离子液体的强溶解性， 使烟气中的酚类和离子液体阴离子或者阳离子 反应， 能够 实现烟气中酚类化合物的选择性降低， 其中苯酚可降低 26.5°/。。

H外烟草行业同行也丌发出多种无机金属类� �能材料用于降低烟气中的有害成 分，如 % 专利 20040025895中采用纳米 Fe ₂ 0 ₃ 降低了卷烟烟气中的酚类化合物。 US4300577 公开了一种带有伯氨基的弱吸附剂， "了以同时降低卷烟烟气中的甲 醛、 内烯醛及巴豆醛类物质和氢氰酸。 但是， 这 ^材料存在着不足之处。 首先，

替换页 （细则第 26条 这些嘴棒添加材料价格较昂贵或制备过程较复 杂难以用于工业化生产，其安全性 也有待进一步的研究； 其次， 这些添加材料所能降解的有害物质成分较单一 ，不 能做到多种有害物质同时降解。 发明内容

为了解决上述问题， 本发明提供了一种滤嘴添加材料及其制备方法 和应用， 该材料制备方法简单， 廉价安全， 应用于卷烟的嘴棒中， 能同时降低卷烟主流烟 气中的焦油， 烟碱， 一氧化碳， 氨， 氰化氢 （氢氰酸）， 苯酚等酚类化合物， 巴 豆醛等羰基化合物等有害物质。

本发明是通过如下技术方案实施的：

一种滤嘴添加材料为钛酸盐纳米管。

该滤嘴添加材料的制备方法是将 Ti0 ₂ 与碱溶液采取常规的水热法制备。 所述制备方法中 Ti0 ₂ 的添加量为 0. 5〜100克， 碱溶液的浓度为 5〜15摩尔 /升， 碱溶液的添加量为 10〜1000毫升。

所述制备方法中的碱溶液包括烧碱溶液。

所述滤嘴添加材料的应用是将滤嘴添加材料钛 酸盐纳米管以粉末形式添加 到卷烟的嘴棒中， 其添加量为 5〜50 mg。

所采用的 Ti0 ₂ 包括可用于食品、 化妆品等领域的 Ti0 ₂ 粉末。

如图 1所示： 对制得的样品使用 XRD进行分析， 其分子式可表征为： Na (x) H (2-x) Ti307 · nH20 (x=0. 1-1)。 对制得的样品进行 SEM和 TEM分析， 见图 2、 3， 从得到的照片可知钛酸盐纳米管添加材料比表 面达 300 g— ¹ 以上， 长度 短的为几百纳米， 长的可至微米级， 随机排布。 管的内径约为 5 nm，外径约为 10 nm ₀

本发明的优点为： 本发明制备方法简单， 制备的钛酸盐纳米管廉价安全，将 其应用于卷烟的嘴棒中， 能同时降低卷烟主流烟气中的焦油， 烟碱， 一氧化碳， 氨， 氰化氢 （氢氰酸）， 苯酚等酚类化合物， 巴豆醛等羰基化合物等有害物质。 附图说明

图 1为采用荷兰 PANalytical公司产 X' Pert PRO型 X射线衍射仪测定钛酸盐纳 米管添加材料的晶相， X射线为 Cu靶， λ = 0. 15418nm _;

图 2为采用 Hitachi公司 S4800环境扫描电子显微镜（SEM)观察钛酸盐纳米 管添 加材料样品形貌；

图 3为采用日本 JE0L公司产的 JE0L-2010 型高分辨透射电子显微镜（TEM)观察 钛酸盐纳米片添加材料样品的形貌；

图 4为钛酸盐纳米管添加材料降低有害物质的结� �。 具体实施方式

钛酸盐纳米管的制备方法为：

以 0. 5〜100克廉价的 110 ₂ 为原料和浓度为 10〜1000毫升 5〜15摩尔 /升的 碱溶液充分混合均匀后， 在聚四氟乙烯容器中 373〜423K下反应 1〜3天； 生成 的产物 pH值调节至 1〜7经过蒸馏水充分洗涤后， 在 323〜373Κ下常压干燥 1〜 40h制得钛酸盐纳米管添加材料。

所述的生成的产物 pH值调节采用 0. 1〜0. 5摩尔 /升的盐酸或硝酸。

所述的干燥采用常压干燥。

所制备出的钛酸盐纳米片添加材料为层状结构 ， 比表面达 300 m ² . g— ¹ 以上， 长度短的为几百纳米， 长的可至微米级， 随机排布。 管的内径约为 5 nm，外径约 为 10 nm。

实施例 1

以 0. 5克廉价的 110 ₂ 为原料和浓度为 10毫升 5 摩尔 /升的碱溶液充分混合 均匀后，在聚四氟乙烯容器中 373K下反应 1天； 生成的产物 pH值调节至 1经过 蒸馏水充分洗涤后， 在 373K下常压干燥 5h制得钛酸盐纳米管添加材料。

实施例 2

以 1克廉价的 110 ₂ 为原料和浓度为 20毫升 10 摩尔 /升的碱溶液充分混合 均匀后，在聚四氟乙烯容器中 393K下反应 1天； 生成的产物 pH值调节至 1经过 蒸馏水充分洗涤后， 在 353K下常压干燥 10h制得钛酸盐纳米管添加材料。 实施例 3

以 2克廉价的 110 ₂ 为原料和浓度为 50毫升 10摩尔 /升的碱溶液充分混合均 匀后，在聚四氟乙烯容器中 393K下反应 3天； 生成的产物 pH值调节至 3经过蒸 馏水充分洗涤后， 在 353K下常压干燥 20h制得钛酸盐纳米管添加材料。

实施例 4

以 10克廉价的 110 ₂ 为原料和浓度为 500毫升 10摩尔 /升的碱溶液充分混合 均匀后，在聚四氟乙烯容器中 403K下反应 3天； 生成的产物 pH值调节至 5经过 蒸馏水充分洗涤后， 在 343K下常压干燥 40h制得钛酸盐纳米管添加材料。

实施例 5

以 100克廉价的 110 ₂ 为原料和浓度为 1000毫升 15摩尔 /升的碱溶液充分混 合均匀后， 在聚四氟乙烯容器中 423K下反应 2天； 生成的产物 pH值调节至 2 经过蒸馏水充分洗涤后， 在 323K下常压干燥 30h制得钛酸盐纳米管添加材料。 性能测试

分别将未加钛酸盐纳米管添加材料的卷烟对照 样和加入钛酸盐纳米管添加 材料的卷烟样品放在吸烟机上按照标准抽吸条 件在吸烟机上进行卷烟抽吸实验， 依据国际标准 IS0-10315 和 IS0-4387 , 对验样品卷烟烟气焦油和尼古丁进行捕 集、 测定。 依据上海烟草 （集团）公司正在制订的《卷烟主流烟气中氨 的测定一 离子色谱法》 对实验样品卷烟烟气氨进行捕集、 测定。 依据 YC/T253-2008 《卷 烟 主流烟气中氰化氢的测定 连续流动法》的烟草行业标准方法对实验样品 卷烟 烟气 HCN进行捕集、 测定。 依据 YC/T255-2008《卷烟 主流烟气中主要酚类化合 物的测定 高效液相色谱法》 的烟草行业标准方法对实验样品卷烟烟气苯酚 等酚 类化合物进行捕集、 测定。 依据 YC/T254-2008《卷烟 主流烟气中主要羰基化合 物的测定 高效液相色谱法》 的烟草行业标准方法对实验样品卷烟烟气巴豆 醛等 羰基化合物进行捕集、 测定。