選擇性吸附卷煙主流煙氣中有害成分的吸附材料研究.pdf

1、卷煙產(chǎn)品的“減害降焦”，是中國(guó)煙草學(xué)界長(zhǎng)久以來(lái)的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。關(guān)于主流煙氣中有害成分的檢測(cè)，現(xiàn)行國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所采用的方法普遍繁瑣，且部分化合物的檢測(cè)成分并不全面。在吸附劑減害方面，只有活性炭作為濾嘴添加劑被大量應(yīng)用于卷煙產(chǎn)品當(dāng)中，其它吸附劑的應(yīng)用研究還并不成熟，且關(guān)于吸附劑、吸附質(zhì)性質(zhì)與主流煙氣中有害成分吸附效果的關(guān)系的研究亦少見(jiàn)報(bào)道。據(jù)此，本文首先建立了一種主流煙氣多環(huán)芳烴類(lèi)化合物的檢測(cè)方法，之后研究了活性炭和β-環(huán)糊精作為濾嘴吸

2、附劑，對(duì)煙氣有害物的吸附效率，最后，在前述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取了一種能夠高效吸附羰基類(lèi)和揮發(fā)性有機(jī)化合物的活性炭吸附劑，建立了一種吸附劑法同時(shí)捕集并檢測(cè)煙氣羰基和揮發(fā)性有機(jī)物的方法。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)前處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，建立了煙氣多環(huán)芳烴的檢測(cè)方法，以環(huán)己烷超聲萃取劍橋?yàn)V片中捕集的多環(huán)芳烴，固相萃取柱提純，旋蒸濃縮，氣質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行檢測(cè)。方法中各化合物的檢出限在0.05ng·cig-1至0.18ng·ci

3、g-1之間，以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的重復(fù)性均不大于7.66％，加標(biāo)回收率在87.15％至110.73％之間，適用于卷煙主流煙氣中多環(huán)芳烴化合物的分析檢測(cè)。以該方法對(duì)卷煙樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不同品牌卷煙主流煙氣中各類(lèi)多環(huán)芳烴分布比例是相似的。
　　(2)向?yàn)V嘴加3種活性炭和β-環(huán)糊精，對(duì)煙氣進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)活性炭吸附劑對(duì)羰基類(lèi)、揮發(fā)性和部分半揮發(fā)性化合物有較好的吸附性能，β-環(huán)糊精對(duì)酚類(lèi)、部分半揮發(fā)性和多環(huán)芳烴類(lèi)化合物，有較好的吸附性能。二

4、者在卷煙減害方面，有較好的互補(bǔ)性。
　　對(duì)活性炭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，討論了活性炭結(jié)構(gòu)、吸附質(zhì)的物理性質(zhì)，跟吸附效率的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)孔徑接近被吸附分子的直徑時(shí)，能達(dá)到較好的吸附效果。同理，對(duì)于β-環(huán)糊精，吸附質(zhì)分子直徑越接近β-環(huán)糊精內(nèi)腔直徑時(shí)，越容易被吸附。對(duì)于多環(huán)芳烴類(lèi)、羰基類(lèi)和揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機(jī)化合物，分子回轉(zhuǎn)半徑是吸附質(zhì)物性參數(shù)中對(duì)吸附效果最大的因素。
　　對(duì)于大多數(shù)化合物來(lái)說(shuō)，吸附質(zhì)的極性越弱，越容易被活性炭和β-環(huán)糊精

5、吸附，但羰基類(lèi)化合物不符合這一規(guī)律。對(duì)于活性炭，吸附質(zhì)的沸點(diǎn)越高，越容易被吸附，而對(duì)于β-環(huán)糊精，吸附質(zhì)的沸點(diǎn)太高或太低，都不利于吸附。對(duì)于酚類(lèi)化合物來(lái)說(shuō)，沸點(diǎn)是吸附質(zhì)物性參數(shù)中對(duì)吸附效果的影響最大的因素。
　　(3)以953型活性炭為吸附劑，通過(guò)對(duì)前處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，建立了一種吸附劑法同時(shí)捕集并檢測(cè)主流煙氣羰基類(lèi)和揮發(fā)性有機(jī)化合物的方法，使用300mg吸附劑，可以完全捕集煙氣中羰基類(lèi)和揮發(fā)性有機(jī)化合物，用二硫化碳和甲醇對(duì)吸附劑進(jìn)

6、行振蕩萃取，部分萃取液直接使用氣質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)化合物，其余衍生化后使用液相色譜儀檢測(cè)羰基類(lèi)化合物。方法中各化合物的檢出限在0.01μg·cig-1至0.11μg·cig-1之間，以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的重復(fù)性均不大于4.77％，加標(biāo)回收率在86.26％至107.73％之間，適用于主流煙氣羰基類(lèi)和揮發(fā)性有機(jī)化合物的分析檢測(cè)。與國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法相比，本方法單次抽吸便可以同時(shí)捕集并提取兩種類(lèi)型的化合物，不需要提前涂布衍生化試劑，也不需要