[发明专利]一种降低卷烟烟气中重金属释放量的海藻活性炭的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于卷烟添加剂技术领域，具体涉及一种能降低主流烟气中多种重金属释放量的滤嘴添加剂。

背景技术

大部分重金属是生命活动所需的微量元素，但所有重金属一旦进入食物链，在生物体内富集到一定程度便会产生一定的毒理性，形成重金属污染。重金属污染的危害在于其半衰期长，不能被微生物分解，反而被生物体富集。自从20世纪50年代在日本出现水俣病和骨痛病,并且查明是由于汞污染和镉污染所引起的公害病以后，重金属的环境污染问题受到人们极大的关注。1998 年加拿大BC省报道了烟气中有4000多种物质，其中又有107种被明显检出且被认为对人体有害Cr，Ni，As，Cd，Pb等重金属赫然在列。越来越多的研究证实，烟草中的重金属对人体的损害不容忽视，吸烟已成为烟民体内某些重金属积累的主要来源。烟草中的重金属主要来源于植烟土壤，与种子、化肥、地表水、大气等环境因素有关。一旦环境被重金属污染，就不易去除，因此要从烟草的栽培和生长环节对有害元素的含量进行控制是比较困难的。在目前环境污染比较严重的情况下，要快速降低国内烟叶中部分有害元素含量偏高的现状是难以实现的。烟草中的重金属迁移到主流烟气中进入人体的量大约占烟草中重金属总量的4% 左右，因此降低主流烟气中重金属的释放量成为研究者们关注的焦点。

发明内容

为解决上述目前存在的问题，本发明的目的是提供一种能显著降低卷烟烟气中重金属释放量的海藻活性炭的制备及应用。将该海藻活性炭添加到卷烟滤嘴中，能明显的降低主流烟气中铬、镍、砷、镉、铅等重金属的释放量，较少卷烟烟气中重金属对人体产生的危害；且给消费者带来不同的吸食体验。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种降低卷烟烟气中重金属释放量的海藻活性炭，按以下步骤制备：

步骤一，将干燥海藻在氮气流速为20～100ml/min的管式炉中，在600～900℃下碳化1～10小时，升温速率为5～20℃/min，制得黑色固体的干燥海藻；

步骤二，将黑色固体的干燥海藻用1～10mol/L的HCl在50～70℃下搅拌5～15小时，并用水冲洗数遍后，在50～80℃下真空干燥10～20小时；

步骤三，将上述步骤二的产物过40～60目筛后得到海藻活性炭滤嘴添加剂，该海藻活性炭滤嘴添加剂作为滤嘴添加材料。

进一步的，将海藻活性炭滤嘴添加剂添加到滤嘴中的添加量为5～50mg/支。

进一步的，用二元复合滤棒成型机将制得的海藻活性炭滤嘴添加剂添加到滤嘴中，制得二元复合滤嘴。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明制得的海藻活性炭的比表面积达1023 m²/g，能有效的吸附主流烟气中的多种重金属。海藻具有与普通的椰壳活性炭和煤质活性炭不同的海藻香味，给消费者带来不同的吸食体验。

附图说明

图1  在Quantschrome NOVA 4200E型物理吸附仪上测定的海藻活性炭的N₂吸脱附等温曲线。（黑线为吸附曲线，灰线为脱附曲线）

具体实施方式

实施例1：

一种降低卷烟烟气中重金属释放量的海藻活性炭，按以下步骤制备：将10克干燥海藻，在氮气流速为50ml/min的管式炉中，在600℃条件下碳化6小时，升温速率为15℃/min，制得黑色固体的干燥海藻。将黑色固体的干燥海藻用3mol/L的HCl在70℃下搅拌15小时，并用水冲洗数遍后，在60℃下真空干燥15小时。将干燥后的产物过40～60目筛后得到海藻活性炭滤嘴添加剂，该海藻活性炭滤嘴添加剂作为滤嘴添加材料。通过该方法制得的海藻活性炭的比表面积达1023 m²/g。（如图1所示）制得的海藻活性炭滤嘴添加剂在滤嘴中的添加量为20mg/支。本发明用二元复合滤棒成型机将制得的海藻活性炭滤嘴添加剂添加到滤嘴中，制得二元复合滤嘴。

分别将用普通滤嘴的卷烟对照样和用上述二元复合滤嘴的卷烟样品放在吸烟机上按照标准抽吸条件在吸烟机上进行卷烟抽吸实验，依据YC/T 379-2010《卷烟 主流烟气中铬、镍、砷、硒、镉、铅的测定 电感耦合等离子体质谱法》对实验样品主流烟气中的多种重金属进行捕集、测定。结果如表一所示。

表一 复合滤嘴降低主流烟气中多种重金属释放量的结果