作为用于减少烟草烟雾中存在的有毒和致癌化合物的添加剂的铝硅酸盐sab-15的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝硅酸盐（具体为SAB-15)作为用于减少烟草烟雾中存在的有毒和致 癌化合物的添加剂的用途。
【背景技术】
[0002] 吸烟草的习惯一直是对人体健康具有非常不利后果的全球性问题。其对主管 部门或者公共健康部门的影响是非常重要的。已经确认在烟草和在其燃烧时产生烟雾 中存在多于 4000 种不同的化合物[R.R.Baker, Progress in Energy and Combustion Science, 32 (2006)，373]，其中至少有60种被认为有毒且致癌。这些化合物包括焦油、一氧 化碳和二氧化碳、乙醛、苯酚类、丙酮、甲醛、苯、甲苯和尼古丁。尼古丁是烟草中主要的成瘾 成分，并且在人体中，其被转换成一种叫做可替宁的代谢物并且作为用于测量暴露于烟草 烟雾的程度的参考指标。
[0003] 吸烟的过程中产生两种类型的烟流的发生，称作主流和侧流。主流对应于在烟草 燃烧时生成的并从燃烧端通过香烟至滤嘴端离开的烟雾。
[0004] 专利文献EP2092838描述了不同形式且具有各种组成的某些沸石和其它铝硅酸 盐和介孔固体的应用，将它们作为烟草添加剂直接加入并且将它们与粉末形式的烟草混合 而无需使用任何类型的特殊技术或粘合剂，以大幅降低吸烟时产生的并且发现于烟草烟雾 的主流和侧流中的有毒和/或致癌化合物的量。
[0005] 专利申请US2005133052描述了使用氨基烷基甲硅烷基改性的介孔铝硅酸盐分子 筛在滤嘴中用于保留特定的化合物的用途。
[0006] 专利申请US20050133051提出了包含由含有吸附剂活性炭和沸石颗粒的多孔氧 化铝或铝硅酸盐基质形成的材料的滤嘴用于以从烟草烟雾中选择性去除特定化合物的用 途。
[0007] 专利申请W0 2004110183A2中描述了含有分散于多孔硅硅酸盐基质中的催化剂 的滤嘴，目的在于将香烟烟雾中的C0转化为C0 2。
[0008] 专利申请W0 2004086888描述了包含至少2个多孔块体吸附剂段以及介于它们之 间的混合段的滤嘴，多孔块体吸附剂段能够从烟雾流中选择性除去组分。
[0009] 专利申请CN 102242527提出使用含有微囊化吸附剂的卷烟纸，其使得降低烟草 烟雾中有毒物质的含量。所使用的不同的吸附剂材料包括Cu、Mn、Zn、Fe、Al、Ti等中的一 种或多种的氧化物以及其中所述氧化物被沸石、MCM-48或SBA-15负载的复合材料。
[0010] Zhu 等[Zhou, F. N. Gu，L. Gao, J. Y. Yang, W. G. Lin, J.，Yang, Y.，Wang, J. H.Zhu，Catalysis Today，166(l)，（2011)，39 和 Zhou, Gao, Gu，Yang, Yang, Wei, Wang and Zhu，Weinheiman der Bergstrasse，Germany, 15(27)，（2009)，6748]描述 了使用 SBA-15 以选择性降低烟草特有的亚硝基胺类（TSNA)在烟草烟雾中的浓度；但是，该文章聚焦于 SBA-15的合成、表征、吸附和催化活性，并且检验了一种新的途径，该途径通过形式控制而 使得提高SBA-15作为具有环境应用的吸附剂/催化剂的效率。
[0011] 专利申请W0 2011015861提出使用含有能够从烟草烟雾中除去苯酚的吸附剂材 料的滤嘴。该材料是由含有吸附促进剂的多孔固体（具有微孔或介孔）形成，所述吸附促 进剂为亲水性有机质子供体或受体物质。
[0012] 专利申请CN101433818要求保护由SBA-15组成的介孔材料用于吸附主流烟草烟 雾中的颗粒物、焦油、苯酚和亚硝基胺类的用途。
[0013] 专利申请US2006130855-A1和US2005133047-A1明确地提及使用基于SBA-15的 基质的可能性。
[0014] 专利文献EP0740907中描述的使用酸性和钠形式的沸石BETA时生成的焦油或尼 古丁的结果清楚地显示了相对于所吸的不含添加剂的参考香烟的最小差异。
[0015] 可以使用不同类型的促进并且甚至能够提高添加剂向精切烟叶的掺入的设备 (诸如例如高速混合机或轨道混合机、流化床和夹带床等等）以及用于分离并再循环未附 接至烟草纤维的添加剂的筛网来制备香烟。
【发明内容】
[0016] 因此，在第一方面，本发明涉及使用Fe、Na、K、Ca、Ce、Zr、Fe氧化物、Na的氧化 物、K的氧化物、Ca的氧化物、Ce的氧化物、Zr的氧化物以及它们的混合物交换的铝硅酸盐 SAB-15或其酸形式或钠形式，其作为用于降低烟草烟雾（主流烟草烟雾和侧流烟草烟雾） 中存在的有毒物质和致癌物质（特别是有毒物质诸如焦油、一氧化碳和尼古丁）以及在吸 烟过程中燃烧烟草时生成的液体和气体的组分的添加剂。
[0017] 在本发明的更具体的方面，铝硅酸盐SAB-15具有球形形态学形状、管状形态学形 状或棒状、或通过各种合成方法获得的其它形状以及通过在搅拌或静止不动且在不同温度 下回流的加压高压釜中在其结构中掺入铝而获得的不同酸度，并且其中其已经使用金属 Fe、Na、K、Ca、Ce、Zr的阳离子进行交换。
[0018] 在本发明更具体的方面，铝硅酸盐SAB-15具有处于4~10nm之间的孔径和优选 大于2. 2cm3/g的介孔容积（虽然介孔容积可以更小）。
[0019] 在第二方面，本发明涉及一种包含干烟草和作为添加剂的铝硅酸盐SAB-15或其 酸形式或钠形式且不含有粘合剂的混合物，铝硅酸盐SAB-15使用Fe、Na、K、Ca、Ce、Zr、Fe 的氧化物、Na的氧化物、K的氧化物、Ca的氧化物、Ce的氧化物、Zr的氧化物及其混合物进 行了交换。干烟草是指淡色烟草（烤烟，brighttobacco)、深色烟草、细切烟草、自卷烟草、 烟斗烟草和任何可吸的其它类型的烟草。
[0020] 在本发明中，粘合剂是指具有结合或粘合至掺入其中的烟草或物质的能力的化合 物，例如瓜耳胶、藻酸盐或具有类似特性的其它化合物。
[0021] 在本发明更具体的方面，添加剂的浓度相对于干烟草为按重量计0. 5%~10%， 在另一个更具体的方面，添加剂的浓度相对于干烟草为按重量计2%~7%。
【附图说明】
[0022] 图1示出了纤维状SBA-15 (A)和球状SBA-15 (B)的SEM图像。
[0023] 图2示出了对以不同方式合成的SBA-15材料所获得的N2吸附等温线。
【具体实施方式】
[0024] 实施例1 :用于合成不同材料的方法
[0025] 根据以下方法合成SBA-15 :首先制备pluronic P 123处于酸性介质中的溶液，向 其中加入一定量的原硅酸四乙酯（TE0S)。在38°C搅拌20小时老化所得到的溶液。然后 将其转移到具有特氟隆衬垫的高压釜中并且在l〇〇°C保持24小时。用水洗涤所得到的悬 浮液，在l〇〇°C干燥过夜并且最后在550°C焙烧5小时沉21^11〖，￥.￥311，11.￥311〖，￥.]^1^，（1 Yu, B.Tu，D. Zhao, Journal of Physical Chemistry B. 109 (18)，（2005)，8723)〇
[0026] 在下列条件下获得SBA-15球状。将一定量的pluronic P 123溶解于HC1中。制 备具有CTABr和水的第二悬浮液并将其加入到第一悬浮液中。然后加入少量的乙醇，随 后加入TE0S。在35°C将所得的溶液老化45分钟。然后将其转移到具有特氟隆衬垫的高 压釜中，在75°C若干小时并且最后在105°C处理。用水洗涤所得到的悬浮液，在100°C干 燥过夜并且在 550 °C 下培烧（A. Katiyar, S. Yadav, PG. Smirniotis, NG. Pinto, Journal of Chromatography A, 1122(1-2)，（2006)，13)。
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