一种硝酸化浒苔藻土在制备香烟滤棒的多孔吸附材料中的应用的制作方法

1.本发明属于烟草技术领域，尤其涉及一种硝酸化浒苔藻土在制备香烟滤棒的多孔吸附材料中的应用。


背景技术：

2.香烟烟气中含有大量的有害组分，如尼古丁、焦油、一氧化碳构成烟草香烟的危害。据统计，全球30岁以上的成年人當中，有12％的死亡率可归因于烟草的使用。每年全球有超过500万人死于直接烟草使用。烟草中还含有重金属。这些有害物质需要通过在烟嘴处形成吸附过滤来对有害组分进行截留。一般地，有两种措施来进行调控，首先烟草种植地的生态环境可以从源头降低卷烟中的重金属含量。另外一方面改进卷烟的生产工艺，对卷烟滤嘴作进一步修饰，提高滤嘴对重金属的选择性截留能力也是一个重要的方法。随着烟草行业的发展，为了满足消费者的健康理念需求，对香烟过滤嘴的要求也在不断的提高。
3.传统方法中往往使用活性炭来实现对烟气中有害组分进行吸附。活性炭拥有比表面积大吸附能力强的特点，活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质，活性炭吸附剂颗粒的大小，细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。有研究表明，将适量活性炭添加在卷烟滤嘴中，对20多种烟气有害成分有截留作用，比如乙醛、甲醛、放射性元素和重金属元素等。但由于没有选择吸附能力，导致卷烟口感下降，没有受到很大的青睐。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硝酸化浒苔藻土在制备香烟滤棒的多孔吸附材料中的应用，硝酸化浒苔藻土对香烟有害成分具有较高的吸附效率。
5.本发明提供了一种硝酸化浒苔藻土在制备香烟滤棒的多孔吸附材料中的应用。
6.在本发明中，所述硝酸化浒苔藻土按照以下方法制得：
7.将浒苔藻土在硝酸溶液中改性，清洗至中性，得到硝酸化浒苔藻土。
8.所述浒苔藻土为医药、保健品、饲料、食品、化工提取物加工后的残渣，优选为食品加工产业来源的浒苔藻土。本发明将浒苔藻土废物再利用，节能环保。
9.所述浒苔藻土按照以下方法制得：
10.将提取后浒苔清洗，干燥，破碎，过筛，得到浒苔藻土；
11.所述清洗的过程包括：将浒苔依次经乙醇、乙腈、碱洗和清水中各自浸泡110～130min；
12.所述干燥的过程包括：
13.将清洗后浒苔依次在80℃、120℃、160℃和200℃下各干燥55～65min。
14.在本发明中，所述提取后浒苔的提取方法包括物理提取法、化学试剂提取法、蛋白酶酶解法、微生物发酵法；所述化学试剂提取法即使用化学试剂提取后经分离纯化直接得
到；所述化学试剂选自强酸、强碱、甲醇、乙醇和卤代烃等。本发明优选将新鲜浒苔提取，去除水分，提取营养物质；同时破壁后增加孔隙率。
15.在本发明中，所述浒苔藻土的孔隙率为60～99％；优选大于90％。
16.所述浒苔藻土的粒度为100～500目。
17.在本发明中，所述浒苔藻土和硝酸溶液的质量比为5～10:100；
18.所述硝酸溶液的质量分数为0.5～15％。
19.在本发明中，所述改性的温度为80～90℃，改性的时间为2～4h。
20.在本发明中，所述浒苔藻土进行完全碳化或部分碳化；部分碳化既能提高稳定性，增加孔隙率，又能保留一部分营养成分，来改善烟气。部分碳化的温度为300～400℃。
21.所述碳化的温度≥350℃，碳化的时间为1～2h，碳化的氛围为氮气。
22.在本发明中，所述香烟滤棒的多孔吸附材料还包括塑化剂；
23.所述塑化剂选自邻苯二甲酸酯、己二酸、环氧酯和柠檬酸中的一种或多种。所述塑化剂有利于产品加工和在烟丝中的混合分散。所述塑化剂和硝酸化浒苔藻土的质量比为1：20～50。
24.本发明提供了一种硝酸化浒苔藻土在制备香烟滤棒的多孔吸附材料中的应用。所述硝酸化浒苔对香烟有害组分具有较高的吸附性。过去海洋浒苔经提取后残渣被遗弃，造成了资源的浪费，而本技术将其加以利用，作为香烟烟嘴滤棒中的多孔吸附材料，不仅能吸附香烟烟气中的有害组分，还富含赖氨酸和纤维素，具有很好的解毒的作用，是很好的解毒烟碱的物质，能为香烟增添有益健康的组分。
具体实施方式
25.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种硝酸化浒苔藻土在制备香烟滤棒的多孔吸附材料中的应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
26.实施例1
27.一种硝酸化海洋浒苔藻土作为香烟滤棒的多孔吸附材料，所述海洋浒苔藻土的原料由新鲜采捞的浒苔。
28.经过下述步骤进行加工：
29.(1)称取浒苔重量、置于萃取罐体中；
30.(2)按照重量比为1：10加入乙醇。控制条件为温度为40℃，压力为35mpa，萃取时间为40分钟；
31.(3)通过减压蒸馏的方式将目标有益成分提取分离提纯；
32.(4)剩余的浒苔藻土进行清洗：依次经过乙醇、乙腈、碱洗(ph＝9)、清水浸泡各2小时；
33.(5)将浒苔藻土放入干燥器中，经由为80℃、120℃、160℃、200℃各干燥1h；
34.(6)经过干燥的海洋浒苔藻土存在结块的问题。经由破碎机处理，将海洋藻土打碎，过筛进行颗粒分级；
35.(7)经过干燥、破碎、过筛分选，其尺寸大小为100～200目；
36.(8)所述的海洋浒苔藻土的孔隙率为93％，所述海洋浒苔藻土为墨绿色粉体，产率
＝浒苔藻土多孔吸附剂的质量/浒苔初始投入的质量
×
100％＝35％；
37.(9)硝酸化处理条件为按质量分数为10％的浒苔粉末加入5％硝酸溶液中，在80℃中改性4小时。然后用清水洗净至ph恢复中性。
38.实施例2
39.一种硝酸化海洋浒苔藻土作为香烟滤棒的多孔吸附材料，所述海洋浒苔藻土的原料为食品加工的副产物：
40.经过下述步骤进行加工：
41.(1)将浒苔藻土的原料进行清洗：依次经过乙醇、乙腈、碱洗(ph＝9)、清水浸泡各2小时；
42.(2)然后放入干燥器中，经由为80℃、120℃、160℃、200℃各干燥1h；
43.(3)经过干燥的浒苔藻土存在结块的问题，经由破碎机处理，将海洋藻土打碎，过筛进行颗粒分级；
44.(4)经过干燥、破碎、过筛分选，其尺寸大小为200～400目；
45.(5)所述浒苔藻土的孔隙率为95％，所述浒苔藻土经过马弗炉或管式炉进行部分碳化：350℃，50mpa处理2小时，得到的浒苔藻土为灰黑色粉体；
46.产率＝浒苔藻土多孔吸附剂的质量/浒苔藻土初始投入的质量
×
100％＝65％；
47.(6)硝酸化处理条件为按质量分数为10％的浒苔粉末加入5％硝酸溶液中，在80℃中改性2小时，然后用清水洗净至ph恢复中性。
48.实施例3
49.一种硝酸化海洋浒苔藻土作为香烟滤棒的多孔吸附材料，海洋浒苔藻土的原料由新鲜采捞的浒苔：
50.经过下述步骤进行加工：
51.(1)将浒苔藻土进行清洗：依次经过乙醇、乙腈、碱洗(ph＝9)、清水浸泡各2小时；
52.(2)称取浒苔藻土的重量，加入萃取反应罐；
53.(3)按照重量比为1：0.05的重量比加入碱性蛋白酶对浒苔进行酶解，酶解条件为：60℃，隔夜，压力为30mpa；
54.(4)待酶解结束后，按重量比为1:5，加入乙酸乙酯，控制萃取条件为30℃，50mpa，2小时，对目标藻类多肽进行提取；
55.(5)经过过滤，得到浒苔藻土，加入过氧化氢，浸泡2h；
56.(6)反应结束后，经由盐水、清水清洗；
57.(7)将浒苔藻土放入干燥器中，经由为80℃、120℃、160℃、200℃各干燥1h；
58.(8)经过干燥的海洋浒苔藻土存在结块的问题。经由破碎机处理，将海洋藻土打碎，过筛进行颗粒分级；
59.(9)经过干燥、破碎、过筛分选，其尺寸大小为400～500目；
60.浒苔藻土的孔隙率为85％，为浅绿色粉体；
61.产率＝浒苔藻土多孔吸附剂的质量/新鲜浒苔的质量
×
100％＝28％。
62.(10)硝酸化处理：按照质量分数为10％的浒苔藻土加入至5％硝酸溶液中，在90℃下改性4h，然后用清水清洗至ph值为中性。
63.本发明将上述实施例1～3制备的浒苔藻土多孔吸附剂用于烟嘴的制备，按照吸附
剂：纤维素丝的重量比为1：5添加比例，进行挤压成型。纤维素丝经过熔融挤压，原料无特殊需求，本发明采用二醋酸纤维素(湖北启牛化学科技有限公司)提供的原料进行测试。然后以直径为8mm，长度为2厘米的烟嘴对目标烟气进行吸附过滤。以目标吸附物：尼古丁，焦油，重金属铬、一氧化碳为的吸附水平为考察表征，通过气体质谱进行定量分析，结果见表1：
64.表1实施例1～3的综合性能测试结果
[0065][0066]
由以上实施例可知，浒苔藻土能够吸附香烟有害成分，如co、hcn(氰化氢)、nnk(4-甲基亚硝胺基-1-(3-吡啶)-1-丁酮)、nh3、b[a]p(苯并[a]芘)、苯酚、巴豆醛等；香烟滤棒含有丰富的天然蛋白和海洋多糖，这些活性组分安全健康。本发明以废弃的海洋浒苔藻土再利用，具有来源广泛、充分能源利用的优势。经过硝酸化浒苔藻具有大的吸附选择性和吸附容量。本发明所述的天然海洋浒苔藻土作为香烟滤棒的多孔吸附材料能提供满足不同的应用场景。
[0067]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。