一种碳加热卷烟的碳质热源及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碳加热卷烟的碳质热源及其制备方法，所述碳质热源包括改性多孔碳材料和吸附于所述改性多孔碳材料的香精香料；其中，所述改性多孔碳材料表面负载有金属氧化物。通过对多孔碳材料进行改性，得到负载金属氧化物的改性多孔碳材料，所述改性多孔碳材料与其表面的金属氧化物均起到催化氧化作用，使得燃烧过程中产生的CO等杂气立即发生反应并除去，进而从源头上消除杂气。另外，由于多孔碳材料具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积以及大量的含氧官能团，使得往其中加入香精香料后，对香精香料具有良好的吸附性，因此，在消除杂气的同时又赋予了卷烟以丰富的香气，从而提高碳加热卷烟的抽吸品质。高碳加热卷烟的抽吸品质。

【技术实现步骤摘要】
一种碳加热卷烟的碳质热源及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型烟草制品领域，具体涉及一种碳加热卷烟的碳质热源及其制备方法。

技术介绍

[0002]低温加热型卷烟，是新型烟草制品的重要品类之一，一般通过加热不燃烧烟草的方式将满足感和部分烟草香味传递给消费者，其外观与消费方式上也与传统卷烟相似，在一定程度上适应和满足了消费者的生理需要和心理需求。这种“加热不燃烧”的方式，使烟草只在较低的温度下（理想温度区间200
‑
500
°
C）被加热，避免了烟草燃烧时高温环境导致的焦油和大量有害化合物生成，而且由于基本没有侧流烟气，不会产生二手烟气，不会对公共环境产生影响，在一定程度上缓解了吸烟和公共场所禁烟的矛盾。
[0003]目前，低温加热型卷烟按照热源种类可以分为燃料加热型、电加热型和化学反应加热型，其中，碳加热型卷烟作为一种重要的燃料加热型低温卷烟，因具有安全稳定、快捷高效、价格低廉等优点，已成为低温加热型卷烟的主要品类之一。
[0004]当前，有关碳加热型低温卷烟的研究基本集中在碳质热源，例如专利CN1039711A、CN1100453A等加入微纳米材料降低了CO释放量，CN103263084A通过设置多个纵向通道增加了碳质热源材料的表面积，提高了燃烧充分性和引燃性，CN1886069A等通过利用玻璃纤维等绝热材料包裹碳质热源，避免了易脱落的问题，但以上关于碳质热源的研究主要在于减少CO释放量，或关注于热源的引燃性，或关注于对碳质热源的保护。然而，现有技术中碳加热卷烟在抽吸时会带来不愉悦的气味，影响消费者的抽吸体验，上述现有技术并未解决抽吸品质的问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种碳加热卷烟的碳质热源及其制备方法，所制备的碳质热源在燃烧时CO等杂气释放少，并且可释放丰富的香气，从而提高碳加热卷烟的抽吸品质。
[0006]现有技术中为了提升碳加热卷烟的抽吸品质，通常有两种方式，一是对烟芯材料进行改进，例如制备阻燃烟草薄膜，向烟叶中加入香料，或是将烟叶制备成具有多孔的块状，以此来提升烟气的释放性能；二是对碳加热卷烟的结构进行改进，例如将其分成多段，包括加热段、烟丝段和滤嘴段，通过在滤嘴段设置过滤装置或加入香料物质，来降低杂味和丰富烟香。
[0007]然而，本专利技术人摒弃了已为习知的上述改进手段，经研究发现，习知技术致力于对CO等不愉悦杂气的吸收和去除或者通过添加香料来掩盖杂味，而本专利技术人通过从加热卷烟的源头分析，意外发现影响碳加热卷烟抽吸品质的根本原因是碳质热源的燃烧，由于碳质热源的成分不同，其燃烧后会产生不同程度的杂味，进而随烟气释放出来，严重影响抽吸体验。鉴于此，专利技术人从碳质热源本身出发，尝试了向炭粉中直接加入香料，但所制备的热源
效果甚微，并不能大幅度降低杂气的产生。后来无意中发现，改性多孔碳材料具有良好的催化氧化性和丰富的孔隙结构，既可作为碳质热源燃烧的原材料，又可催化氧化燃烧过程中产生的CO等杂气，并且为外加香料提供丰富的吸附位点，从而从源头上消除杂气并赋予卷烟以丰富的烟香，进而提升抽吸品质。由此，创造了本专利技术。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种碳加热卷烟的碳质热源，所述碳质热源包括改性多孔碳材料和吸附于所述改性多孔碳材料的香精香料；其中，所述改性多孔碳材料表面负载有金属氧化物。
[0009]多孔碳材料是指具有不同尺寸孔结构（微孔、中孔和大孔）的碳素材料，多孔碳材料较大的比表面积、丰富的孔隙结构使得其具有物理吸附性能，以及其可调节的表面性质（含有大量的表面官能团），使得其同时具有良好的化学吸附性。碳质热源燃烧的主要原料为碳材料，因此，多孔碳材料不但可以作为碳质热源的可燃物，并且利用其吸附作用可以吸附香精香料，为碳加热卷烟的碳源材料提供增香技术，这使得多孔碳材料成为本专利技术的理想之选。
[0010]然而，碳源材料在其燃烧过程中产生的主要杂气为CO，仅利用加香手段无法完全掩盖有害气体所带来的不良体验，为了起到良好的增香效果，需要将CO等杂气去除。金属氧化物，如氧化铁、氧化铜等对CO具有良好的催化氧化性能，因此，可以利用催化氧化法去除燃烧过程中产生的CO，从而降低烟气杂气，而仅仅简单地将金属氧化物作为催化剂添加至碳质热源中，所需催化剂的用量大，且催化不充分、反应不完全。本专利技术从碳源材料出发，对多孔碳材料进行改性，使得改性后的多孔碳材料表面负载有金属氧化物，从而提升对CO的催化氧化效果，而且多孔碳材料大的比表面积和丰富的多孔结构增大了与CO的接触面积，使得催化效率更高。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述改性多孔碳材料和所述香精香料的质量比为（50~80）：（2~8）。例如可以为50:2、55:3、60:5、65:7、70:2、75:5、80:8等。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述改性多孔碳材料的比表面积为800~2000 m2/g。例如800 m2/g、850 m2/g、900 m2/g、1000 m2/g、1300 m2/g、1500 m2/g、2000 m2/g等。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述改性多孔碳材料为表面改性的生物基活性炭。
[0014]活性炭是由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达的多孔材料，由于其具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积而广泛用于吸附等诸多领域，而且活性炭本身具有催化性能，在吸附香料物质的同时也起到对CO等杂气的催化效果。生物基活性炭是由生物残体在缺氧条件下，经高温慢热解制备的一类可再生活性炭材料。以烟叶、烟梗或烟粉等卷烟制备过程中产生的“下脚料”作为制备生物基活性炭的原料，不但充分利用废弃物，节约了资源，而且以其制成的碳源材料在燃烧过程中可以释放烟香，与所吸附的香精香料共同促进烟气感官质量的提升。
[0015]活性炭的吸附性能由其表面孔隙结构和表面化学性质共同决定，其表面主要具有包括羧基、酚羟基、内酯基等酸性基团，这些基团与Lewis碱反应良好，因此，对表面含碱性基团的物质具有良好的吸附性能。作为本专利技术进一步的方案：所述香精香料优选为表面含丰富碱性基团的碱性物质，例如薄荷醇、呋喃酮、2
‑
环戊烯酮中的至少一种。
[0016]所述碳质热源可以挤压成型为各种可行的形状，为了使碳质热源充分燃烧，减少
CO的产生和释放，以及增大与氧气和接触面积，为烟气和热量提供通道，作为本专利技术进一步的方案：所述碳质热源可以是例如凹凸齿轮状、蜂窝状、螺旋状中的至少一种。
[0017]另外，本专利技术还提供了一种所述碳质热源的制备方法，具体包括以下步骤：（1）制备改性多孔碳材料；（2）将步骤（1）制备的改性多孔碳材料加入到香精香料溶液中振荡吸附，经分离后得到吸附复合体；（3）将步骤（2）所述吸附复合体与粘结剂、雾化剂和助燃剂，经挤出成型、干燥，得到所述碳质热源。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：以质量份计，步骤（3）所述吸附复合体、粘结剂、雾化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳加热卷烟的碳质热源，其特征在于，所述碳质热源包括改性多孔碳材料和吸附于所述改性多孔碳材料的香精香料；其中，所述改性多孔碳材料表面负载有金属氧化物。2.根据权利要求1所述的碳质热源，其特征在于，所述改性多孔碳材料和所述香精香料的质量比为（50~80）：（2~8）。3.根据权利要求1所述的碳质热源，其特征在于，所述改性多孔碳材料的比表面积为800~2000 m2/g。4.根据权利要求1所述的碳质热源，其特征在于，所述改性多孔碳材料为表面改性的生物基活性炭。5.根据权利要求1所述的碳质热源，其特征在于，所述香精香料为薄荷醇、呋喃酮、2
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环戊烯酮中的至少一种。6.根据权利要求1所述的碳质热源，其特征在于，所述碳质热源为齿轮状、蜂窝状、螺旋状中的一种。7.根据权利要求1所述的碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敦铁，刘兴乐，杨俊鹏，罗诚浩，王昊，庄虎，朱峰，
申请(专利权)人：湖北中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：