一种烟用活性炭改性方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性活性炭的应用技术领域，更具体地，涉及一种烟用活性炭的改性 方法及其提高活性炭对卷烟用香料吸附力方面的应用。
【背景技术】
[0002] 香精香料在我国有悠久的使用历史，如今已成为食品、日化、烟草等行业的重要原 料。香料的种类很多，其中酮类香料已有广泛的工业应用，如添加在香烟中可起到增补香 味的作用。然而，大部分的香精香料都容易挥发，不利于存储和运输。因此，如何控制香精 香料的释放以便于其储存和应用成为当前卷烟行业的一个研究热点。活性炭具有比表面 积大、孔隙丰富、微孔数量高、表面可修饰等特点，是一种良好的吸附剂，可作为香味物质的 缓释剂。姚晶晶等应用两种活性炭吸附存储三种香料单体，发现香料单体的吸附容量可达 200mg/g。萨姆普森等应用活性炭储香，将其放在卷烟滤嘴中能提供抽吸时的香味而存储时 香味挥发导致的损失很少。Takano等研究应用了金属离子改性的活性炭，用于卷烟滤嘴中， 以提高抽吸时薄荷醇香料单体的释放。
[0003] 如何通过科学的改性方法进一步提高活性炭对烟用香精香料的吸附能力对深入 扩展活性炭在烟用领域的应用具有重要的意义。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是针对现有烟用活性炭应用技术的不足，提供一种烟用 活性炭的改性方法，通过以更好地吸附烟用香精香料为目的的科学改性措施，为活性炭在 卷烟领域的应用提供技术支持。
[0005] 本发明要解决的另一技术问题是提供采用所述改性方法获得的烟用活性炭。
[0006] 本发明要解决的还一技术问题是提供所述烟用活性炭在卷烟领域的应用。
[0007] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现： 提供一种烟用活性炭改性方法，包括以下步骤： 51. 活性炭的预处理； 52. 将S1预处理后的活性炭进行盐酸改性，所述所述盐酸改性活性炭的方法是：取活 性炭，加入盐酸，10?20°C水浴中改性后经抽滤、干燥即得；所述盐酸的浓度为0. 05mol/ L?0? 2mol/L〇
[0008] 优选地，S2所述盐酸的浓度为0?lmol/L。
[0009] 优选地，S2所述盐酸的用量按照lg活性炭：20mL盐酸确定。
[0010] 优选地，S2所述水浴中改性是将加入了盐酸的活性炭在水浴中震荡24h。
[0011] 优选地，S2所述干燥是在100°C条件下干燥24h。
[0012]优选地，S1所述的预处理是将SY-1活性炭，用蒸馏水洗除去表面灰质成分和杂 质，抽滤，KKTC条件下干燥24h。
[0013] 本发明提供所述改性方法获得的烟用活性炭。
[0014] 本发明同时提供所述烟用活性炭的应用，具体是在提高活性炭对卷烟用香料吸附 力方面的应用。
[0015] 进一步地，所述应用是所述烟用活性炭通过增加卷烟用香料2-环戊烯酮表面的 结合位点来实现提高其对卷烟用香料的吸附力。
[0016] 进一步地，所述应用时通过增加活性炭表面的酸性基团含量以提高卷烟用香料与 活性炭的结合力和脱附活化能来实现提高其对卷烟用香料的吸附力。
[0017] 优选地，所述卷烟用香料为2-环戊烯酮。2-环戊烯酮是一种环戊烯酮类香料，具 有强烈的焦辛香气，带有烟草香味，能提升卷烟香气和香味，增强浓郁的香味风格。它常温 下为液体，沸点为150°C，挥发性强。
[0018] 本发明的有益效果是： 本发明针对烟用香料的吸附材料活性炭，提供了一种改性方法，改性后的活性炭的比 表面积和孔容均增大，表面总酸性基团的含量和脱附活化能增加明显增加，并揭示比表面 积和孔容均增大、表面总酸性基团的含量增加、脱附活化能增加都与改性用的盐酸浓度密 切相关；随着盐酸浓度增加呈现先增大后减小的趋势，为提高活性炭对烟用香料的吸附能 力提供技术依据。
【附图说明】
[0019] 图1不同浓度盐酸改性活性炭的孔径分布图。
[0020] 图2改性活性炭表面酸性基团含量。
[0021] 图3SY-1对2-环戊烯酮的TPD曲线。
[0022] 图4SY-1 0. 05mol/l盐酸改性后的TPD曲线。
[0023] 图5SY-1 0?lmol/1盐酸改性后TPD曲线。
[0024] 图6SY-1 0? 2mol/l盐酸改性后TPD结果图。
[0025] 图7活性炭表面硬性和软性位点结构示意图。
[0026] 图8SY-1不同浓度盐酸改性后FT-IR谱图。
[0027] 图9盐酸改性后活性炭对2-环戊烯酮的保留率。
[0028] 图10盐酸改性后活性炭在卷烟燃吸时的释放率。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合具体实施例进一步说明本发明。以下实施例仅为示意性实施例，并不构 成对本发明的不当限定，本发明可以由
【发明内容】
限定和覆盖的多种不同方式实施。为方便 说明，以下给出本发明实施例中使用的材料和仪器等，但并不因此限定本发明。除非特别说 明，本发明采用的其他材料和仪器及方法和设备为本技术领域常规使用的材料和仪器及方 法和设备。
[0030] 实验材料：SY-1活性炭(朝阳森塬活性炭有限公司，>80目）;盐酸(深圳市博达科技 有限公司，标准溶液）;浓盐酸(天津市科密欧化学试剂有限公司，纯度为37%);氢氧化钠(天 津市福晨化学试剂厂，>96%) ;2_环戊烯酮（百灵威科技有限公司，纯度96%);去离子水。
[0031] 实验仪器：气相色谱仪(配自动进样器））7890A(安捷伦科技有限公司）;恒温水浴 震荡器THZ-82A(常州澳华仪器有限公司）;离心机TG-16WS(湖南湘仪实验室仪器开发有限 公司)全自动比表面分析仪ASAP2020(麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司）；自动电位滴定 仪702SMTitrino(瑞士万通（中国）有限责任公司）;全自动程序升温化学吸附仪AutoChem II2920 (麦克默瑞提克(上海）仪器有限公司）;傅里叶红外光谱仪BrukerVector33 (德 国布鲁克仪器公司）。
[0032] 主要测试方法： 1.改性活性炭比表面和孔隙结构测试 通过全自动比表面分析仪，150°C预处理，采用静态体积吸附法并根据BET方程，BJH模 型、H-K模型计算材料BET比表面积，总孔容，微孔比表面积等参数。
[0033] 2.改性活性炭表面总酸性基团测试 取0?lg材料（m)，0? 025mol/L氢氧化钠（C_)溶液20mL(V_)于50mL锥形瓶中在 303. 5K水浴震荡24h后，离心，取上层清液10mL，另加入10mL蒸馏水。用0. 025mol/L盐酸 (CHa)滴定至终点，根据消耗体积(mL)计算材料表面酸根总量A(mmol/g)。
【主权项】
1. 一种烟用活性炭改性方法，其特征在于，包括以下步骤： si.活性炭的预处理； S2.将Sl预处理后的活性炭进行盐酸改性，所述所述盐酸改性活性炭的方法是：取活 性炭,加入盐酸，10?20°C水浴中改性后经抽滤、干燥即得；所述盐酸的浓度为0. 05mol/ L ?0· 2mol/L〇
2. 根据权利要求1烟用活性炭改性方法，其特征在于，S2所述盐酸的浓度为0. Imol/ L0
3. 根据权利要求1烟用活性炭改性方法，其特征在于，S2所述盐酸的用量按照Ig活性 炭：20mL盐酸确定。
4. 根据权利要求1烟用活性炭改性方法，其特征在于，S2所述水浴中改性是将加入了 盐酸的活性炭在水浴中震荡24h。
5. 根据权利要求1烟用活性炭改性方法，其特征在于，S2所述干燥是在KKTC条件下 干燥24h。
6. 根据权利要求1烟用活性炭改性方法，其特征在于，SI所述的预处理是将SY-I活性 炭，用蒸馏水洗除去表面灰质成分和杂质，抽滤，KKTC条件下干燥24h。
7. 权利要求1至6任一项方法制得的烟用活性炭。
8. 权利要求7所述烟用活性炭在提高活性炭对卷烟用香料吸附力方面的应用。
9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用是所述烟用活性炭通过增加卷 烟用香料2-环戊烯酮表面的结合位点来实现提高其对卷烟用香料的吸附力。
10. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用是通过增加活性炭表面的酸性 基团含量以提高卷烟用香料与活性炭的结合力和脱附活化能来实现提高其对卷烟用香料 的吸附力。
【专利摘要】本发明公开了一种烟用活性炭改性方法及应用。本发明针对烟用香料的吸附材料活性炭，采用浓度为0.05mol/L～0.2mol/L的盐酸对活性炭进行改性。改性后的活性炭的比表面积和孔容均增大，表面总酸性基团的含量和脱附活化能增加明显增加，并揭示比表面积和孔容均增大、表面总酸性基团的含量增加、脱附活化能增加都与改性用的盐酸浓度密切相关，为提高活性炭对烟用香料的吸附能力提供技术依据。
【IPC分类】B01J20-28, B01J20-20, B01J20-30, A24D3-14
【公开号】CN104549151
【申请号】CN201410839828
【发明人】陈森林, 孔浩辉, 卢嘉健, 李忠, 黄奕瑕
【申请人】广东中烟工业有限责任公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日