[發明專利]一種煙草源重金屬離子吸附劑及其應用

在審

• 申請號: 201710693465.3
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107486162A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 王愛國;張艷玲;梁太波;田陽陽;朱風鵬;張仕祥;郭建華;王建偉;過偉民;戴華鑫;牟文君;胡利偉
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/00;B01J20/30
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡云飛

技術領域

本發明屬于煙草萃取液中重金屬離子的去除領域，具體涉及一種煙草源重金屬離子吸附劑及其應用。

背景技術

煙草萃取液是將煙葉、煙梗、煙末等煙草原料中的水溶性物質萃取到水中得到的一種液體。煙草萃取液經濃縮后可用于生產再造煙葉。近年來，隨著卷煙減害降焦技術的發展，再造煙葉在高檔卷煙中的摻兌率不斷提高，成為重要的卷煙原料。

傳統卷煙的抽吸過程中，煙絲中的重金屬可能隨著煙氣遷移而被人體吸收，因此煙草制品中重金屬含量過高會嚴重危害人體健康。研究表明，我國部分卷煙產品中鉛、鎘、砷等重金屬含量要高于加拿大的同類產品。煙葉中重金屬含量取決于種植土壤、煙草品種、農藝措施等多個因素，從目前的研究情況來看，降低植煙土壤中重金屬含量需要的成本很高或者時間很長，而通過低鎘吸收品種的選育以及農藝措施來降低煙葉中重金屬含量的措施目前尚未取得適合實際生產的成果。從煙草萃取液出發，降低煙草萃取液中重金屬離子含量，成為降低煙草制品中重金屬離子含量的有效途徑之一。

授權公告號為CN102406230B的專利公開了一種煙草萃取液中重金屬離子的去除方法，其是將煙草萃取液經過脈沖過濾器過濾后先通過電解裝置進行電解處理，再經過陽離子交換樹脂柱處理，從而去除煙草萃取液中的重金屬離子。授權公告號為CN102960850B的專利公開了一種改性抽提液的制造方法及用于降低造紙法煙草薄片重金屬離子含量的方法，該方法是采用改性紅輝沸石制作成提取液，再將提取液應用到煙草薄片的生產中。上述方法雖可降低煙草萃取液中重金屬離子含量，但存在成本較高、工藝復雜或可能向煙草萃取液中摻入非植物源成分等問題。

授權公告號為CN103386293B的專利公開了一種使用美洲商陸根系作為原料制作煙草萃取液的吸附劑，取得較好吸附效果；因美洲商陸是植物源材料，可以極大避免非植物源材料進入煙草萃取液，然而美洲商陸依然是非煙草源材料，可能會向煙草萃取液中帶入一些非煙草成分，進而影響煙草萃取液及后續產品的品質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煙草源重金屬離子吸附劑，從而解決現有吸附劑在對煙草萃取液進行處理時容易帶入非煙草成分的問題。

本發明的第二個目的在于提供上述煙草源重金屬離子吸附劑在煙草萃取液中的應用。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種煙草源重金屬離子吸附劑，由包括以下步驟的方法制備而成：以煙草主莖煙稈為原料，依次進行增大比表面積處理、酸溶液浸泡處理，固液分離，即得所述煙草源重金屬離子吸附劑。

本發明提供的煙草源重金屬離子吸附劑，以煙草主莖煙稈為原料，依次經增大比表面積處理、酸溶液改性處理后得到吸附劑；煙稈與煙葉同源，組成成分與煙葉基本相同，不會帶入非煙草成分；同時煙稈本身具有大量的金屬離子潛在吸附位點，經改性處理可以為重金屬離子的吸附創造條件，吸附試驗證明該吸附劑對煙草萃取液中的重金屬離子表現出良好的吸附作用。

所述增大比表面積處理是將干燥的煙稈粉碎，得到增大比表面積的煙稈材料。所述干燥的煙稈的含水率不大于5％。優選的，對煙稈進行干燥的溫度為50～60℃。通過將煙稈粉碎，增大了吸附劑的比表面積，有助于金屬吸附位點充分顯露。該處也可以采用其他方式來提高煙稈的比表面積，如將煙稈切成薄片或其他異形形狀。煙稈可以為烤煙煙稈、白肋煙煙稈、馬里蘭煙煙稈、香料煙煙稈中的一種或多種。

優選的，煙稈材料的比表面積不小于0.009m²/g。0.009m²/g對應于最大粒徑20目，直徑0.84mm，密度0.8g/cm³，假設材料為實心光面球體時計算得到。

優選的，煙稈材料的粒徑不大于0.84mm。進一步優選的，煙稈材料的粒徑不大于0.25mm。

優選的，所述酸溶液的濃度為0.01mol/L～1.0mol/L。酸溶液為鹽酸溶液、硝酸溶液、醋酸溶液、硫酸溶液中的一種或多種組合。

優選的，浸泡在振蕩輔助下進行。進一步優選的，所述振蕩為圓周振蕩，轉速為100～200r/min。

優選的，浸泡的時間不小于1h。進一步優選的，浸泡的時間為1～8h。浸泡時間可依據是否采用振蕩輔助或不同振蕩條件進行調整。

固液分離處理后，用水洗滌固相，在50℃～80℃烘干，即得煙草源重金屬離子吸附劑。