[發明專利]一種可降低卷煙主流煙氣重金屬釋放量的絡合吸附劑及其制備和應用

無效

• 申請號: 201110343629.2
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102499479A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 銀董紅;秦亮生;文建輝;陳潛;趙立紅;劉建福
• 申請（專利權）人: 湖南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: A24D3/10
• 分類號: A24D3/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明屬于卷煙加工制造及卷煙減害降焦領域，具體涉及具有降低卷煙主流煙氣重金屬釋放量的添加劑的應用及其制備方法。

背景技術

煙草作為一種特殊的消費品，是通過煙支燃燒形成煙氣后進入人體的，其中煙氣中的重金屬(鉛(Pb)、砷(As)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、汞(Hg)等)以氣溶膠或金屬氧化物的形式易在人體內富集而產生危害，1989年美國將As、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Hg等7種重金屬元素列入107種卷煙煙氣有害成分，1990年Hoffman清單也將As、Cd、Cr、Pb、Ni、Se、Hg等7種重金屬元素列入煙草中的44種有害成分。煙氣中的這些重金屬主要來源于煙草種植過程中的煙葉富集，煙葉加工成卷煙后，由于重金屬元素揮發性低大部分會繼續殘留在煙絲中，這些重金屬在卷煙燃吸過程中會部分轉移到主流煙氣中對吸煙者構成健康風險。據報道[張領弟等，中國衛生檢驗雜志，2001，11(5)：520]，在吸煙過程中，香煙中鉛揮發性較小，且通過煙頭及過濾嘴的吸附，對主動吸煙者及被動吸煙者造成危害較小；而鎘的揮發性較大，且過濾嘴吸附量較小，故對主動吸煙者及被動吸煙者均可能造成危害。有研究報告表明，吸煙男性血鎘濃度明顯比不吸煙者高[辛楠等，中國醫藥生物技術，2009，4(5)：390]。因此，如何減少吸煙對人體的危害是一個勢在必行的重大課題，開展降低卷煙燃吸過程中的重金屬含量必將具有重要的科學意義和應用價值。

在廢水和廢氣處理過程中有很多新材料和新技術可用于重金屬治理，但這些材料和技術很難適用于卷煙煙氣的重金屬處理，這是因為用于處理卷煙煙氣的重金屬材料必須安全無毒和對煙氣重金屬具有快速的氣固相吸附能力，而且這種添加劑在卷煙加工過程中要易于添加且不影響卷煙吸味，由于這些特殊的要求，研究和開發能降低煙氣中重金屬含量的新材料和新技術還非常有限。

有研究表明，活性炭濾嘴對Cd、Ni和As的吸附能力分別為醋酸纖維濾嘴的4.25、3.58和1.61倍，吸附效果明顯增強[劉若曼等，環境與健康雜志，1999，16(4)：204]，但活性炭對煙氣成分的吸附沒有選擇性，在降低煙氣有害成分的同時，也能吸附煙氣中其他香味成分，嚴重影響卷煙吸味而難以被消費者接受。也有報道稱含殼聚糖的活性炭復合濾嘴對煙氣中的重金屬和其他有害物質有著較強的吸附能力[郭立民等，化學工程師，2002，1：17]，但仍然存在吸附無選擇性和影響卷煙吸味的問題。醋酸纖維與黃苓制備的復合濾嘴，能有效減少香煙主流煙氣中鎘和鉛的誘變物，對于減少吸煙者吸入重金屬鉛、鎘在肺內沉積具有積極意義[湯平濤等，中國公共衛生學報，1995，14(4)：231]，但其機械化生產制造還有待研究。J.W.小卡拉維等發明了一種香煙過濾器[J.W.小卡拉維等，中國專利CN?101043826A]，其過濾器中含有與戊二醛相交聯的殼聚糖和與乙二醛相交聯的殼聚糖制成高的表面積/質量比的多孔樹脂材料，可選擇性去除卷煙煙氣中的醛、氰化氫、羰基化合物和重金屬等，但這類材料由于可降低具有香味作用的羰基化合物而影響卷煙吸味。陳育如等采用酞菁類化合物作為卷煙降害劑[陳育如等，中國專利CN?1709171A]，酞菁類化合物對煙氣中的CO、氮氧化物、醛類、胺類等有害物質有明顯的降低作用，還能去除重金屬離子、淬滅自由基，但該類酞菁類化合物成本高且存在安全性問題難以工業化應用。周國俊等將葉綠素銅和葉綠酸鈉中的一種或者兩種加入到醋酸甘油三酯，噴撒到絲束中，或者制備成40-80目顆粒添加到嘴棒中，能夠有效截留重金屬[周國俊等，中國專利CN?101238913A]，但綠素銅和葉綠酸鈉基本不溶于醋酸甘油三酯，存在添加困難和影響絲束成型等問題，且綠素銅本身就是一種絡合物，對重金屬再絡合能力有限。

發明內容

本發明旨在針對現有技術的不足，提供一種可降低卷煙煙氣重金屬釋放量的絡合吸附劑及其制備方法和應用。本發明制備的絡合吸附劑中，能與重金屬離子選擇性反應形成絡合物，提高對重金屬離子選擇性吸附性能而被截留下來，同時該添加劑的制備過程簡單，易于工業化應用，具備應用前景，此外，該絡合吸附劑還能部分改善卷煙吸味。

本發明的提供的絡合吸附劑是將氨基酸負載于無機載體顆粒或醋酸纖維載體上而成。

本發明的絡合吸附劑對煙氣中釋放的重金屬量具有去除作用。

本發明將氨基酸負載于硅膠、氧化鋁、分子篩或醋酸纖維等載體上，通過氨基酸與載體的化學反應而得到的一種固體顆粒狀的負載型氨基酸絡合吸附劑。

所述的無機載體顆粒為硅膠、氧化鋁或分子篩顆粒。顆粒大小為10-100目，優選為40-60目。