隨著吸煙與健康成為全社會關注焦點,通過沸石及沸石分子篩對卷煙濾嘴材料改進或結構性創新,以達到選擇性降低卷煙煙氣中有害成分,在確保滿足感官質量前提下提高卷煙抽吸的安全性,已成為卷煙科技研究的重點課題之一。
在沸石分子篩制備工藝工業化方面進行研究,首先合成兩種高硅沸石粉,再以硅溶膠作為黏結劑,田菁粉作為造孔劑分別制備出20~40目沸石分子篩顆粒,并對分子篩物化性質進行表征和分析,將分子篩顆粒應用于卷煙濾嘴,顯示其可有效降低煙氣有害成分含量,作為煙草有害物質的吸附材料具有非常廣泛的應用前景。
某卷煙廠以Zeolite為基材,使用硅溶膠作為黏結劑,田菁粉作為造孔劑,分別制備FGS-101(以Y型沸石為主體)及FGS-102(以ZSM-5型沸石為主體)分子篩顆粒。參照GB5606.4《卷煙第4部分:感官技術要求》的方法,組織公司卷煙感官質量評吸委員會9名成員,對卷煙樣品的感官進行質量評價。
圖2為FGS-101、FGS-102分子篩顆粒粉碎后的掃描電鏡照片,從圖中可以看出,FGS-101晶體外形較為完整,大小均勻,晶粒尺寸集中在1~2μm之間,邊緣較為清晰;FGS-102具有長條狀外形晶體特征,晶條棱角清晰,晶長在2~3μm之間,橫截面為在0.5~1μm之間。
利用X射線衍射儀(XRD)對兩種沸石分子篩的物相鑒定及結晶度測定,結果見圖3。從XRD圖譜上顯示的峰值可以看出,FGS-101顯示了典型的Y型沸石特征衍射峰經計算,其相對結晶度>95%;FGS-102顯示了典型的ZSM-5型沸石特征衍射峰,經計算,其相對結晶度>90%。
制備的沸石分子篩顆粒材料應用于卷煙,對卷煙煙氣三項指標無明顯影響,這有利于保持卷煙產品風格特征。作為卷煙減害新型材料,FGS-101對煙氣中HCN、巴豆醛這兩種有害成分具有過濾效果,卷煙危害指數總體下降為0.2;FGS-102對煙氣中HCN、巴豆醛、B[a]P三種有害成分具有較好的過濾效果,其對HCN的減害效果達到20.1%,對巴豆醛的降低率達到10.6%,對B[a]P的降低率達到14.4%,卷煙的危害性指數總體下降了0.5,此次研究技術可為卷煙減害技術提供新的思路和途徑。