本發(fā)明涉及卷煙濾棒使用的功能材料領(lǐng)域，更具體地，涉及一種煙用活性炭的制備方法及煙用活性炭和應用。
背景技術(shù)：
：在卷煙濾嘴中添加活性炭能夠吸附不凝性氣相有害組份，如乙醛、苯、甲苯、異戊間二烯等，減少煙氣中的有害成分對人體健康的危害，且能改善卷煙的抽吸品質(zhì)。我國是卷煙生產(chǎn)和消費大國，活性炭濾嘴煙因能大大改善對煙氣的過濾效果，減少煙氣中的有害成分，作為低害卷煙的一個品種，今后在我國必將得到應有的重視和發(fā)展，也易于為消費者所接受，卷煙行業(yè)將逐漸成為活性炭潛在的巨大市場。煙用活性炭是指在卷煙濾嘴棒加工過程中添加的物理法活性炭，它對卷煙煙氣中的部分成分有選擇吸附作用，當前煙用活性炭原材料的范圍很窄，主要是椰殼活性炭、杏殼活性炭、竹炭等。因此，隨著人們對低害卷煙的需求進一步加大，探尋制備煙用活性炭的新材料將成為當務之急。煙用活性炭相比于工業(yè)用活性炭或者日常生活中使用的活性炭而言，具有更高的要求。首先必須采用物理法活化，即以炭為原料，用水蒸氣、二氧化碳、空氣（主要是氧）或它們的混合物（煙道氣）為活化介質(zhì)，在高溫下（600℃-1000℃）進行活化制取活性炭的方法。此外煙用活性炭不能有明顯的雜物或異味。吸附煙氣中有害氣體的同時，不能明顯影響煙氣本身的香味。因此，要求煙用活性炭具有一定針對性的吸附能力。在活性炭制備的過程中，由于制備條件的變量較多，可能稍微改變某個條件就會使得活性炭的物理性質(zhì)發(fā)生明顯的變化。因此，基于煙用活性炭的嚴格標準，結(jié)合對實際生產(chǎn)成本的考量，需要開發(fā)出確切的穩(wěn)定的經(jīng)濟制備條件和方法。黃麻，椴樹科黃麻屬，韌皮纖維作物，一年生草本。又名絡(luò)麻、綠麻。黃麻屬約有40個種，具有培栽價值的兩個種是圓果黃麻和長果黃麻。黃麻去掉皮之后的黃麻桿，目前都被焚燒，造成環(huán)境污染，也有安全隱患。我國是世界上第三大黃麻生產(chǎn)國，資源豐富，然而，利用黃麻桿制備煙用活性炭的技術(shù)鮮見報道。黃麻桿質(zhì)地較堅硬，含炭高，纖維豐富且具有中空結(jié)構(gòu)，是作為活性炭很好的原料。但以木質(zhì)原料制備的活性炭一般都具有灰度高、粉塵較多的缺點，用作煙用活性炭，會導致吸煙者額外吸入活性炭的粉塵，不利于呼吸道健康。因此，急需有針對性地開發(fā)出符合標準的煙用活性炭顆粒的制備方法?？偨Y(jié)，用黃麻桿廢料作為原料，通過物理法活化，有針對性地研究符合標準、灰度低、硬度高、且在吸煙過程中，在不影響卷煙的香氣的前提下，能有效吸附卷煙中有害氣體的煙用活性炭的制備方法及產(chǎn)品，既滿足了吸煙者的愛好，又減少了對吸煙者的危害，具有重大的經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)保效益以及廣闊的應用前景。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是填補現(xiàn)有現(xiàn)有煙用活性炭的技術(shù)不足并同時解決黃麻桿的再利用技術(shù)，提供一種以黃麻桿為原料針對性的煙用活性炭的制備方法。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供采用所述方法制備得到的煙用活性炭。本發(fā)明要解決的再一技術(shù)問題是提供所述煙用活性炭在卷煙濾嘴制造方面的應用。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：提供一種煙用活性炭的制備方法，以黃麻桿為原料，所述方法包括以下步驟：S1.洗凈黃麻桿，曬干；S2.將黃麻桿進行干餾炭化；S3.將炭化后的黃麻桿粉碎成顆粒；S4.將S3所述顆粒進行水蒸氣活化；S5.將活化后的活性炭顆粒密封冷卻，步驟S4所述水蒸氣活化的條件為，800～900℃活化1～3小時。進一步地，步驟S3所述顆粒的粒徑為0.126～0.55mm。進一步地，步驟S4所述水蒸氣活化中，水蒸氣用量為450～480g.h-1。優(yōu)選地，步驟S4所述水蒸氣活化的條件為，850℃活化2小時。優(yōu)選地，步驟S4所述水蒸氣活化的條件為，850℃活化2小時，水蒸氣用量為450～480g.h-1。優(yōu)選地，步驟S4所述水蒸氣活化的條件為，850℃活化2小時，水蒸氣用量為450g.h-1。本發(fā)明提供采用所述方法制備的煙用活性炭。本發(fā)明同時提供所述煙用活性炭在卷煙濾嘴制造方面的應用。進一步地，所述應用的方法為：在卷煙濾嘴中添加所述煙用活性炭；進一步地，所述煙用活性炭在卷煙濾嘴醋酸纖維段中的添加量為：1.1～1.6mg.mm-1。進一步地，步驟S4所述水蒸氣活化的操作方法為：將120g所述顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中；將所述陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐NaberthermL9/11/SKM的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度，打開蒸汽發(fā)生裝置，控制產(chǎn)生的蒸汽以特定流量送入馬弗爐內(nèi)。進一步地，所述方法使用的設(shè)備包括：馬弗爐NaberthermL9/11/SKM、智能溫控儀ControllerB180、蒸汽發(fā)生裝置、控制設(shè)備。本發(fā)明同時提供采用所述方法制備得到的煙用黃麻桿活性炭。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種成本低、環(huán)境友好且高效優(yōu)質(zhì)的煙用活性炭的制備方法，并針對性解決了黃麻桿的再利用問題。采用本發(fā)明方法制備得煙用活性炭均達到或超過了煙用活性炭國家煙草行業(yè)標準，并且具有顯著的有害物質(zhì)的吸附能力，在降低煙氣中有害成分的同時可能還可以避免香味成分損失，保持卷煙的內(nèi)在品質(zhì)。本發(fā)明為黃麻桿活性炭在卷煙濾嘴中的應用提供可行性依據(jù)，為煙用活性炭提供新的材料和途徑。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明方法。以下實施例僅為示意性實施例，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定，本
發(fā)明內(nèi)容限定和覆蓋的多種不同方式實施。除非特別說明，下述實施例中使用的試劑原料為常規(guī)市購或商業(yè)途徑獲得的生試劑原料，除非特別說明，下述實施例中使用的方法和設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)使用的方法和設(shè)備。主要測試方式：按照國家標準按國家標準-木質(zhì)活性炭試驗方法（GB/T12496.1-12496.22-1999）進行活性炭的灰分含量、碘吸附值、亞甲蘭吸附值、苯酚吸附值、強度（10～100目）等性能分析。采用麥克ASAP2020比表面積及孔徑分析儀測定黃麻桿活性炭比表面積、中微孔容積、孔徑分布等孔結(jié)構(gòu)性能。實施例1黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在800℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以200g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1054mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：161.7mg.g-1；苯酚吸附值：180.73mg.g-1；比表面積：958.51m2.g-1；活化率：40.6％；強度：91.88％；表觀密度為：0.30g.Ml-1；灰分含量為：4.57；水分為：5.00%；PH值為：7.69。實施例2黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以200g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1062mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：165.41mg.g-1；苯酚吸附值：189.03mg.g-1；比表面積：966.43m2.g-1；活化率：41.2％；強度：92.38％；表觀密度為：0.30g.Ml-1；灰分含量為：4.58；水分為：5.01%；PH值為：7.69。實施例3黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在900℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以200g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1060mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：164.36mg.g-1；苯酚吸附值：188.62mg.g-1；比表面積：964.9m2.g-1；活化率：41.0％；強度：92.42％；表觀密度為：0.30g.Ml-1；灰分含量為：4.61；水分為：4.99%；PH值為：7.70。實施例4黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在600℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以450g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1037mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：158.77mg.g-1；苯酚吸附值：155.09mg.g-1；比表面積：954.68m2.g-1；活化率：35.5％；強度：91.1％；表觀密度為：0.29g.Ml-1；灰分含量為：4.43；水分為：5.06%；PH值為：7.67。實施例5黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在1000℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以450g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1095mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：189.25mg.g-1；苯酚吸附值：187.29mg.g-1；比表面積：984.21m2.g-1；活化率：41.9％；強度：92.27％；表觀密度為：0.30g.Ml-1；灰分含量為：4.36；水分為：4.93%；PH值為：7.70。實施例6黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以450g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1184mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：195.88mg.g-1；苯酚吸附值：209.17mg.g-1；比表面積：996.38m2.g-1；活化率：45.2％；強度：92.63％；表觀密度為：0.31g.Ml-1；灰分含量為：4.29；水分為：5.13%；PH值為：7.67。以上各項指標均達到或超過了煙用活性炭國家煙草行業(yè)標準。對黃麻桿性炭的孔結(jié)構(gòu)分析表明，黃麻桿活性炭能夠在較低的相對壓力下吸附達到飽和，有利于小分子有害氣體的去除。實施例7黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以450g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1276mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：201.36mg.g-1；苯酚吸附值：212.31mg.g-1；比表面積：1006.34m2.g-1，說明孔結(jié)構(gòu)優(yōu)秀；活化率：47.0％；強度：92.98％；表觀密度為：0.31g.Ml-1；灰分含量為：4.29；水分為：5.13%；PH值為：7.67。以上各項指標均達到或超過了煙用活性炭國家煙草行業(yè)標準。對黃麻桿性炭的孔結(jié)構(gòu)分析表明，黃麻桿活性炭能夠在較低的相對壓力下吸附達到飽和，有利于小分子有害氣體的去除，屬于典型的微孔結(jié)構(gòu)活性炭的吸附曲線。實施例8黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以450g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化3小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1198.45mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：198.64mg.g-1；苯酚吸附值：202.04mg.g-1；比表面積：998.80m2.g-1，說明孔結(jié)構(gòu)優(yōu)秀；活化率：46.8％；強度：93.07％；表觀密度為：0.32g.Ml-1；灰分含量為：4.32；水分為：5.12%；PH值為：7.67。以上各項指標均達到或超過了煙用活性炭國家煙草行業(yè)標準。對黃麻桿性炭的孔結(jié)構(gòu)分析表明，黃麻桿活性炭能夠在較低的相對壓力下吸附達到飽和，有利于小分子有害氣體的去除，屬于典型的微孔結(jié)構(gòu)活性炭的吸附曲線。實施例9黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以460g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1268mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：199.96mg.g-1；苯酚吸附值：207.86mg.g-1；比表面積：1004.55m2.g-1，說明孔結(jié)構(gòu)優(yōu)秀；活化率：46.5％；強度：92.97％；表觀密度為：0.32g.Ml-1；灰分含量為：4.30；水分為：5.13%；PH值為：7.66。以上各項指標均達到或超過了煙用活性炭國家煙草行業(yè)標準。對黃麻桿性炭的孔結(jié)構(gòu)分析表明，黃麻桿活性炭能夠在較低的相對壓力下吸附達到飽和，有利于小分子有害氣體的去除，屬于典型的微孔結(jié)構(gòu)活性炭的吸附曲線。實施例10黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以480g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1270mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：199.73mg.g-1；苯酚吸附值：208.44mg.g-1；比表面積：1005.41m2.g-1，說明孔結(jié)構(gòu)優(yōu)秀；活化率：46.7％；強度：93.01％；表觀密度為：0.32g.Ml-1；灰分含量為：4.30；水分為：5.14%；PH值為：7.67。以上各項指標均達到或超過了煙用活性炭國家煙草行業(yè)標準。對黃麻桿性炭的孔結(jié)構(gòu)分析表明，黃麻桿活性炭能夠在較低的相對壓力下吸附達到飽和，有利于小分子有害氣體的去除，屬于典型的微孔結(jié)構(gòu)活性炭的吸附曲線。實施例11黃麻桿洗干凈，曬干后進行干餾炭化，粉碎得黃麻桿顆粒，0.126mm≦顆粒粒徑≦0.55mm。將120g的黃麻桿炭化顆粒置于1000ml陶瓷蒸發(fā)皿中，并將盛黃麻桿炭顆粒的陶瓷蒸發(fā)皿置于馬弗爐的中間位置，用智能溫控儀ControllerB180控制活化溫度在850℃，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽以600g.h-1流量送入馬弗爐內(nèi)，活化2小時后，出料密封冷卻。制備得到的活性炭的碘吸附值為：1121mg.g-1；亞甲蘭吸附值為：185.37mg.g-1；苯酚吸附值：197.49mg.g-1；比表面積：989.62m2.g-1，說明孔結(jié)構(gòu)優(yōu)秀；活化率：45.0％；強度：91.7％；表觀密度為：0.31g.Ml-1；灰分含量為：4.29；水分為：5.20%；PH值為：7.66。實施例12隨機取上述實施例6～實施例10制備的煙用活性炭，并按照所述煙用活性炭在卷煙濾嘴醋酸纖維段中的添加量1.6mgmg.mm-1的比例分別加入到卷煙濾嘴中，并分別接裝于相同的卷煙煙支。評吸結(jié)果如表1所示：表1.不同條件制備得到的煙用活性炭對卷煙感官質(zhì)量的影響制備條件香氣協(xié)調(diào)雜氣刺激性余味合計無添加271015172291實施例627.67101517.3321.7591.75實施例728.1101517.521.7592.35實施例828101517.3321.591.83實施例928.25101517.521.592.25實施例1028.25101517.3321.592.08當前第1頁1 2 3