[发明专利]一种重金属物质吸附型烟用醋酸纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种重金属物质吸附型烟用醋酸纤维及其制备方法，该醋酸纤维包括二醋酸纤维素以及键合和/或缔合于所述二醋酸纤维素的植物蛋白；其中，所述植物蛋白能够与重金属离子之间形成配位键。本发明将天然植物蛋白键合和/或缔合于二醋酸纤维素表面，利用植物蛋白表面丰富的功能基团与重金属离子之间形成配位键，从而实现对主流烟气中重金属物质的选择性吸附，具有较高的吸附效果和吸附稳定性，且制备工艺简单，条件可控，可大规模推广应用。

技术领域

本发明属于烟草过滤技术领域，具体涉及一种重金属物质吸附型烟用醋酸纤维及其制备方法。

背景技术

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，如何进一步降低有害物质特别是重金属含量，成为香烟领域亟待解决的问题。

对于烟气中的重金属，主要通过两种措施来进行调控，一是调控烟草种植地的生态环境，随土壤中含有的可溶性重金属含量的降低，烟叶吸收的重金属将会减少，因此通过改变土壤成分便可从源头降低卷烟中的重金属含量。另一方面是改进卷烟的生产工艺，由于卷烟滤嘴能够将卷烟主流烟气净化后被吸烟者吸入，可以有效地过滤掉主流烟气中的多种有害成分，是卷烟降焦减害的主要贡献者，因此，通过对卷烟滤嘴作进一步修饰，便可提高滤嘴对烟气中重金属物质的截留能力。

目前，在对卷烟滤嘴的改进中通常是在普通醋酸纤维滤嘴中添加有效成分或者改变滤嘴结构以达到降低卷烟烟气中的有害成分和重金属含量、提高卷烟抽吸安全性甚至改善卷烟抽吸口感的目的。然而，现今在普通醋酸纤维滤嘴中添加的有效成分缺乏选择性吸附能力，对重金属物质的吸附率不高。

例如专利CN101019692A公开了一种掺杂有活性炭纤维的滤棒和滤嘴， 其通过在醋酸纤维中掺杂活性炭纤维，可以有效吸附主流烟气中的挥发性和半挥发性物质，比如亚硝胺、苯并芘、一氧化碳、自由基、放射性元素及焦油等。但活性碳纤维对重金属物质没有选择性吸附能力。因此，需要寻求一种对卷烟烟气中重金属物质具有选择性截留能力的有效成分。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种重金属物质吸附型烟用醋酸纤维及其制备方法，所制备的烟用醋酸纤维对烟气中的重金属物质具有较高的选择性吸附能力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种重金属物质吸附型烟用醋酸纤维，该醋酸纤维包括二醋酸纤维素以及键合和/或缔合于所述二醋酸纤维素的植物蛋白；其中，所述植物蛋白能够与重金属离子之间形成配位键。

醋酸纤维，是一种人造纤维，以醋酸作为溶剂，醋酐作为乙酰化剂，在催化剂作用下进行酯化而得到的一种热塑性树脂，是纤维素衍生物中最早进行商品化生产并且不断发展的纤维素有机酸酯。根据酯化度不同，包括一醋酸纤维素（MCA）、二醋酸纤维素（CA）和三醋酸纤维素（TCA），其中二醋酸纤维素（CA）的吸附效果好，能截留烟气和焦油，因此被广泛用于生产香烟过滤嘴。然而，直接将二醋酸纤维素制备成卷烟滤嘴缺乏对主流烟气中重金属物质的选择性吸附，且吸附率不高，因此，需要对二醋酸纤维素进行改性。

二醋酸纤维素表面含有羰基、酯基、羟基、醚键以及丰富的乙酰基等含氧基团，蛋白质是由各种氨基酸通过肽键连接而构成的具有空间结构的生物大分子，其分子中含有的氮、硫、磷和羰基等功能基团使它们能够与二醋酸纤维素表面的含氧基团发生化学键合或氢键缔合，将蛋白质与二醋酸纤维素复合即可得到蛋白改性的纤维材料。为了提高对重金属物质的选择性吸附，本发明选用可再生的天然植物蛋白对二醋酸纤维进行表面修饰，天然植物蛋白不但来源广泛、可自然降解，而且其表面的巯基、羧基等功能基团对重金属离子有很好的螯合作用，进而利用螯合配位作用特异性吸附主流烟气中的重金属物质。