摘要
卷烟抽吸燃烧过程产生的烟气中含有低分子醛酮化合物等有害物质，长期吸入这类物质，会对人体的味觉器官和呼吸系统产生强烈的刺激作用，进而造成严重伤害。因此，降低卷烟主流烟气中高浓度的低分子醛酮化合物在实现卷烟降焦减害方面有重要的研究意义。本论文采用静电自组装技术，以壳聚糖为阳离子聚电解质原料，设计制备了不同吸附功能材料：介孔氧化铝负载三聚磷酸钠/壳聚糖复合物、多孔γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合材料，采用FT-IR、SEM、氮气吸附-脱附、BET、XPS、TG-DTG、AFM 等技术对材料进行了表征分析，并将上述材料添加至卷烟滤嘴中形成三元复合滤嘴，考察其对卷烟主流烟气中低分子醛酮化合物的吸附作用。主要研究内容和结果如下： （1）以壳聚糖为模板剂，硝酸铝为铝源，通过硬模板法制备介孔氧化铝。以介孔氧化铝为基底（载体），采用层层静电自组装，将三聚磷酸钠和壳聚糖依次交替负载在介孔氧化铝表面，构筑了介孔氧化铝负载三聚磷酸/壳聚糖多层复合材料，通过复合材料的孔道结构对醛酮分子的物理吸附，以及壳聚糖上特异性官能团与醛酮上的羰基反应形成希夫碱，从而达到吸附羰基化合物的目的。当介孔氧化铝负载三聚磷酸/壳聚糖多层复合材料的组装层数为3层，且其添加于卷烟滤嘴中的含量为40 mg/支时，MA@STPP/Ch可有效提高卷烟烟气中低分子醛酮化合物的吸附率，对甲醛、乙醛、丙酮、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛等的吸附率相对于单一介孔氧化铝而言，分别从31.7%、4.9%、9.4%、4.7%、19.1%、6.2%、20.6%提高到 43.1%、6.9%、13.7%、7.8%、28.4%、9.6%、33.4%，对烟气中醛酮的总吸附率从9.8%提高到13.5%，并且对烟气中CO和总粒相物的释放量没有明显影响。 （2）以Na2CO3、K2CO3、PEG等为致孔剂，以吐温20为乳化剂，在水溶液中合成了多孔γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合材料。复合材料最佳制备条件为：常温下，以 K2CO3为致孔剂，添加量为 6%，乳化剂吐温-20添加量为 10%，含有 1%乙酸的壳聚糖溶液浓度为0.01 g/mL，γ-聚谷氨酸溶液浓度为0.01 g/mL。当卷烟滤嘴中的复合材料添加量为40 mg/支时，在上述制备条件下获得的吸附剂对卷烟烟气中的巴豆醛吸附率达到 30.6%，并且对烟气中 CO 和总粒相物的释放量没有明显影响。
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