一種改性核桃殼多孔材料及其在卷煙中的應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種改性核桃殼多孔材料及其在卷煙中的應用。核桃殼經過微波膨脹、粉碎造粒、改性劑改性、微波膨脹干燥等工序后得到所述的多孔材料。將改性核桃殼多孔材料應用于卷煙濾嘴中，添加量為嘴棒總重量的15～50%，制備得到二元復合嘴棒應用于卷煙中。通過實際應用表明，能夠有效降低卷煙煙氣中的焦油、煙堿、苯酚、巴豆醛和氰化氫等成分。本發明操作簡便、成本低廉，具有良好地應用前景。
【專利說明】一種改性核桃殼多孔材料及其在卷煙中的應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于卷煙材料【技術領域】，具體涉及一種利用核桃殼通過化學改性制備得到的多孔材料。同時，本發明還涉及該多孔材料在卷煙加工中的應用。
【背景技術】
[0002]核桃有著“木本油料之王”的稱號，具有極高的營養價值和良好的醫療保健作用，位列世界4大干果之首。云南是中國的核桃主要產區，現擁有核桃種植面積1832萬畝，產量超過30萬噸，約占全國產量的1/3、世界產量的16%，若取仁率按55%計算，則每年至少產生核桃殼13.5萬噸。核桃殼含有大量的木質素、纖維素、半纖維素以及核桃醌、氫化胡桃醌，β_葡萄糖甙、鞣質、沒食子酸等化學成分，具有抗菌、抗出血、抗氧化作用，可用做油脂抗氧化劑。核桃殼表面疏松多孔的結構，具有良好的吸附性能，科研工作者也對核桃殼進行改性或將其轉化為活性碳后用于濾器的濾料及廢氣、污水處理等，能夠很好的吸附重金屬染料等化學污染物質。目前集中的核桃殼或被丟棄或被焚燒，造成了資源的極大浪費。因此，加強對核桃殼的綜合利用，可以避免資源的浪費，不僅可以有效處理固體廢棄物，而且能夠變廢為寶。
[0003]隨著吸煙與健康的問題越來越受到關注，如何提高卷煙的吸食安全性，降低卷煙煙氣中的有害成分、提高抽吸的舒適感就成為各卷煙生產企業研發的熱點。但關于利用核桃殼為原料制備能夠有效降低卷煙煙氣中焦油、煙堿、苯酚、巴豆醛等化學成分的多孔材料方面的報道較少，這也是本領域尚待解決的技術難題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種能夠有效降低卷煙煙氣中部分有害成分的改性核桃殼多孔材料。
[0005]本發明的目的還在于提供所述改性核桃殼多孔材料在卷煙生產中的應用。
[0006]本發明的目的通過下述技術方案予以實現。
[0007]*除非另有說明，本發明中所采用的百分數均為質量百分數。
[0008]一種改性核桃殼多孔材料，通過以下步驟的方法制得:
[0009](I)將水分含量為18%?20%的核桃殼置于微波膨脹設備中，在微波功率為1200?1500W條件下膨脹60?90秒；
[0010](2)膨脹后的核桃殼用蒸餾水反復噴灑，調節含水率至15%?18%，放置于室溫下儲存6?12小時，粉碎成粒徑為20?40目的顆粒，備用；
[0011](3)用蒸餾水配制濃度為5%?15%的金屬鹽水溶液，用濃鹽酸調節溶液pH值至2?3，得到改性溶液，備用；所述的金屬鹽為氯化鋅、氯化銅、硫酸鐵中的一種；
[0012](4)按質量份數稱取20?35份備用的核桃殼顆粒,置于65?80份備用的改性溶液中，在溶液溫度為50?90°C的條件下均勻攪拌5h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑；
[0013](5)將去除溶劑的顆粒置于微波膨脹設備中，在微波功率500?1000W條件下干燥膨脹30?60秒，即得到所需的改性核桃殼多孔材料。
[0014]所述改性核桃殼多孔材料在卷煙生產中的應用，具體為:將所述改性核桃殼多孔材料通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，制備得到二元復合嘴棒。
[0015]添加量優選為嘴棒總重量的15?50%。
[0016]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0017]1.通過本方法處理得到的改性核桃殼多孔材料內部結構較為疏松，具有較高的比表面積，金屬鹽能夠均勻的分散在多孔材料的中，煙氣通過含有該多孔材料的濾棒時，能夠充分與多孔材料及其中的金屬鹽接觸，以物理吸附和化學吸附的方式充分吸附卷煙煙氣中的焦油、煙堿、苯酚、巴豆醛和氰化氫等成分。
[0018]2.生產工藝簡單，操作性及規范性強，原料易得、成本低廉，便于實現工業化生產，具有良好地應用前景。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不是對本發明技術方案的限定。
[0020]實施例1
[0021]將水分含量為20%的核桃殼置于微波膨脹設備中，在微波功率為1200W條件下膨脹60秒，將膨脹后的核桃殼用蒸餾水反復噴灑，調節含水率至18%，放置于室溫下儲存6小時后，粉碎成粒徑為20目的顆粒。將350g制備得到的顆粒置于650g氯化鋅水溶液(pH為
3、濃度為5%)中，在溶液溫度為50°C的條件下均勻攪拌5h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑后置于微波膨脹設備中，在微波功率為500W的條件下干燥30秒，即制備得到所需的改性核桃殼多孔材料。
[0022]實施例2
[0023]將水分含量為18%的核桃殼置于微波膨脹設備中，在微波功率為1400W條件下膨脹90s，將膨脹后的核桃殼用蒸餾水反復噴灑，調節含水率至15%，放置于室溫下儲存8小時后，粉碎成粒徑為40目的顆粒。將2kg制備得到的顆粒置于7.76kg氯化銅水溶液(pH為2、濃度為10%)中，在溶液溫度為70°C的條件下均勻攪拌5h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑后置于微波膨脹設備中，在微波功率為800W的條件下干燥60秒，即制備得到所需的改性核桃殼多孔材料。
[0024]實施例3
[0025]將水分含量為18%的核桃殼置于微波膨脹設備中,在微波功率為1500W條件下膨脹90秒，將膨脹后的核桃殼用蒸餾水反復噴灑，調節含水率至18%，放置于室溫下儲存12小時，粉碎成粒徑為40目的顆粒。將IOkg制備得到的顆粒置于35kg硫酸鐵水溶液(pH為2、濃度為15%)中，在溶液溫度為90°C的條件下均勻攪拌5h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑后置于微波膨脹設備中，在微波功率為1000W的條件下干燥60秒，即制備得到所需的改性核桃殼多孔材料。
[0026]應用實施例1
[0027]將實施例1所得到的改性核桃殼多孔材料通過復合濾棒成型機均勻添加到卷煙嘴棒絲束中，添加量為嘴棒總重量的20%，制備得到二元復合嘴棒并制備成卷煙，與對照空白樣品的加工工藝條件相同，同時進行卷煙煙氣成分檢測。結果表明:卷煙煙氣中焦油降低8.3%、煙堿降低11.9%、苯酚降低15.3%，巴豆醛降低14.6%、氰化氫降低23.4%。
[0028]應用實施例2
[0029]將實施例2所得到的改性核桃殼多孔材料通過復合濾棒成型機均勻添加到卷煙嘴棒絲束中，添加量為嘴棒總重量的35%，制備得到二元復合嘴棒并制備成卷煙，與對照空白樣品的加工工藝條件相同，同時進行卷煙煙氣成分檢測。結果表明:卷煙煙氣中焦油降低12.4%、煙堿降低9.6%、苯酚降低26.2%，巴豆醛降低19.3%、氰化氫降低14.5%。
[0030]應用實施例3
[0031]將實施例3所得到的改性核桃殼多孔材料通過復合濾棒成型機均勻添加到卷煙嘴棒絲束中，添加量為嘴棒總重量的28%，制備得到二元復合嘴棒并制備成卷煙，與對照空白樣品的加工工藝條件相同，同時進行卷煙煙氣成分檢測。結果表明:卷煙煙氣中焦油降低
8.6%、煙堿降低7.4%、苯酚降低22.3%，巴豆醛降低18.6%、氰化氫降低25.9%。
[0032]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種改性核桃殼多孔材料，通過以下步驟的方法制得: (O將水分含量為18%?20%的核桃殼置于微波膨脹設備中，在微波功率為1200?1500W條件下膨脹60?90秒； (2)膨脹后的核桃殼用蒸餾水反復噴灑，調節含水率至15%?18%，放置于室溫下儲存6?12小時，粉碎成粒徑為20?40目的顆粒，備用； (3)用蒸餾水配制濃度為5%?15%的金屬鹽水溶液，用濃鹽酸調節溶液pH值至2?3，得到改性溶液，備用；所述的金屬鹽為氯化鋅、氯化銅、硫酸鐵中的一種； (4)按質量份數稱取20?35份備用的核桃殼顆粒，置于65?80份備用的改性溶液中，在溶液溫度為50?90°C的條件下均勻攪拌5h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑； (5)將去除溶劑的顆粒置于微波膨脹設備中，在微波功率500?1000W條件下干燥膨脹30?60秒，即得到所需的改性核桃殼多孔材料。
2.權利要求1所述改性核桃殼多孔材料在卷煙生產中的應用，具體為:將所述改性核桃殼多孔材料均勻添加到卷煙濾嘴絲束中，或通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，制備得到二元復合嘴棒。
3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于:所述的改性核桃殼多孔材料的添加量優選為嘴棒總重量的15?50%。
【文檔編號】B01J20/28GK103691403SQ201310644181
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】段焰青, 朱保昆, 王明鋒, 者為, 廖頭根, 何靚 申請人:紅云紅河煙草(集團)有限責任公司