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目前,随着人们对吸烟与健康问题的日益关注,低危害卷烟已成为未来卷烟发展的必然趋势。卷烟“霍夫曼名单”中的44种烟气有害物成分的公布,在世界范围内造成了巨大的影响,并已得到世界卫生部门和烟草行业的普遍认可。名单中的苯酚、苯并芘、氢氰酸、巴豆醛、亚硝胺、氨以及一氧化碳都属于卷烟烟气危害性评价体系(七项指标)中的化合物。其中氢氰酸是卷烟烟气中最具纤毛毒性的物质,会影响心血管、呼吸系统及中枢神经系统,进而引起内窒、昏迷甚至呼吸停止。此外,氢氰酸还是重要的环境污染物之一。巴豆醛具有较强的纤毛毒性,对上呼吸道粘膜等组织有强烈刺激作用,长期接触会导致慢性鼻炎、神经系统机能障碍等疾病。烟草行业为了能更好地去除这些有害物质,且在减害的同时也不影响其吸味,大多采用向滤嘴中添加功能性吸附材料来进行选择性降害,以达到减害不减香的目的。此方法简单实用、过滤效率较好且对环境污染小。所以,含有功能型性吸附材料嘴棒的研发正成为当前烟草行业的研究热点之一。为了能更好地去除这些烟气中的有害物质,本文进行了以下方面的工作：
⑴考察了二元复合嘴棒中的辅料参数(吸阻、丝束规格)设计对卷烟主流烟气中氢氰酸和巴豆醛释放量的影响规律及释放量选择性降低(相对焦油释放量)的定量结果。
⑵考察了直接混配活性炭和壳聚糖材料对烟气中氢氰酸和低分子醛酮的吸附。制备了填充不同质量比活性炭和壳聚糖的混合材料的滤嘴卷烟,测试了其烟气中氢氰酸和低分子醛酮的吸附影响研究,结果表明:混合材料的复合滤嘴对主流烟气中氢氰酸吸附能力与材料的配比有关,降幅在12.32％-33.85%之间,对低分子醛酮吸附效果也较显著,降幅为3.76%-41.62%。
⑶深入研究壳聚糖改性活性炭吸附烟气中氢氰酸和低分子醛酮。优化制备条件并设计制成了活性炭和壳聚糖不同浓度比的复配材料,再按照不同添加量进行试验。与对照样进行比对:添加了活性炭—壳聚糖复配物的卷烟滤嘴对主流烟气中氢氰酸、低分子醛酮均有一定的吸附效果,降幅在5.05%-13.40%之间,低分子醛酮降幅在0.53%-25.77%,对焦油、烟碱等常规物质并无显著影响。
⑷考察了颗粒白土和炭分子筛对卷烟主流烟气中氢氰酸和低分子醛酮的吸附。试验结果表明:颗粒白土和炭分子筛对卷烟主流烟气中低分子醛酮有一定的吸附效果,氢氰酸降幅在1.09%-5.89%之间,低分子醛酮降幅在0.06%-21.12%。
⑸考虑复合滤嘴中细小的功能性材料的安全性抽吸问题,并采用深度抽吸的方式,来模仿消费者的吸烟习惯,最终考察滤嘴添加剂是否安全。
⑹活性炭和壳聚糖混配材料对卷烟主流烟气中氢氰酸和低分子醛酮的吸附效果最佳,但由于壳聚糖的质地较轻,不利于添加。颗粒白土和炭分子筛的整体吸附效果不显著。壳聚糖改性活性炭材料具有较好的吸附效果,对环境污染小,便于工艺生产,可以作为一种功能性吸附材料应用于嘴棒。