本发明专利技术涉及尼古丁吸附剂、喹啉吸附剂、苯并芘吸附剂、甲苯胺吸附剂和致癌物吸附剂。更具体地，本发明专利技术涉及一种尼古丁吸附剂，其包括根据氮BET法的比表面积为10m2/g以上且根据BJH法的细孔容积为0.2cm3/g以上的多孔碳材料。本发明专利技术提供了一种由多孔碳材料构成的有效吸附例如烟草中所含的焦油成分和致癌物的吸附剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及由多孔碳材料(porous carbon material)制成的尼古丁吸附剂 (烟碱吸附剂，nicotine adsorbent)、喹啉吸附剂(quinoline adsorbent)、苯并芘吸附齐[J (benzopyrene adsorbent)、甲苯胺吸附齐[J (toluidine adsorbent)禾口致癌物吸附齐[J (carcinogen adsorbent)。
技术介绍
由诸如坚果壳和石油浙青等材料制成的活性炭已广泛用作烟草中所含的焦油成分的吸附剂(例如，参见JP-A-61-054236)。植物如蔬菜和谷类的未利用部分大多数被处理掉，为了保护和改善全球环境，强烈要求有效地利用这些材料的这样的未利用部分。未利用材料的有效利用的一个实例是碳化处理。
技术实现思路
一般地，活性炭仅具有2nm以下的微孔，并且很难利用这样的材料来有效地吸附 (吸着或吸收，absorb)烟草中所含的焦油成分。而且，还没有可用来充分碳化植物类材料的技术，并且期望进一步改善制造的碳材料的功能性。因此，期望提供一种由多孔碳材料制成的吸附剂，其有效地吸附烟草中所含的焦油成分和致癌物质。本专利技术一个实施方式涉及一种尼古丁吸附剂，其包括根据氮BET法(nitrogen BET method)的比表面积为10m2/g以上且根据BJH法的细孔容积(小孔体积，pore volume)为 0. 2cm3/g以上的多孔碳材料。本专利技术另一个实施方式涉及一种喹啉吸附剂，其包括根据氮BET法的比表面积为 10m2/g以上且根据BJH法的细孔容积为0. 2cm3/g以上的多孔碳材料。本专利技术又一个实施方式涉及一种苯并芘吸附剂，其包括根据氮BET法的比表面积为10m2/g以上且根据BJH法的细孔容积为0. 2cm3/g以上的多孔碳材料。本专利技术又一个实施方式涉及一种甲苯胺吸附剂，其包括根据氮BET法的比表面积为10m2/g以上且根据BJH法的细孔容积为0. 2cm3/g以上的多孔碳材料。本专利技术又一个实施方式涉及致癌物吸附剂，其包括根据氮BET法的比表面积为 10m2/g以上且根据BJH法的细孔容积为0. 2cm3/g以上的多孔碳材料。根据本专利技术实施方式的尼古丁吸附剂、喹啉吸附剂、苯并芘吸附剂、甲苯胺吸附剂和致癌物吸附剂包括利用氮BET法测得的比表面积为10m2/g以上且根据BJH法测得的细孔容积为0. 2cm3/g以上的多孔碳材料。这些细孔的尺寸在适中范围(mezzo domain) (2 50nm)内，这是相关技术的活性炭很难达到的尺寸范围。根据本专利技术的实施方式，这样的细孔尺寸使得可以实现优异的吸附特性，包括选择性地和有效地吸附烟草中所含的焦油成分和致癌物(如尼古丁、喹啉、苯并芘和甲苯胺)的能力，以及抑制烟草中的芳香成分的吸附。附图说明图1是示出了在本专利技术实施例和对比例中根据非定域密度泛函理论 (non-localized density functional theory)获得的细孔直径分布的测量结果的曲线图。图2是示出了通过实施例和对比例中的吸附剂吸附的尼古丁、喹啉、苯并芘和甲苯胺的量的曲线图；和图3是示出了实施例和对比例中的吸附剂对尼古丁和苯并芘的作用的GC-MS测量结果的曲线图。具体实施例方式现在将参考附图描述本专利技术的实施方式。本专利技术不局限于这些实施方式，并且在描述这些实施方式中提到的各种数值和材料仅为实例。将按以下列出的顺序进行描述。1、根据本专利技术实施方式的尼古丁吸附剂、喹啉吸附剂、苯并芘吸附剂、甲苯胺吸附剂和致癌物吸附剂的一般描述。2、根据本专利技术实施方式的尼古丁吸附剂、喹啉吸附剂、苯并芘吸附剂、甲苯胺吸附剂和致癌物吸附剂的实施例1。例如，根据本专利技术实施方式的尼古丁吸附剂、喹啉吸附剂、苯并芘吸附剂、甲苯胺吸附剂和致癌物吸附剂(这些材料在下文可以称为“根据本专利技术的吸附剂(或这些吸附剂)”)可以用于过滤嘴(filter)。具体地，根据本专利技术的吸附剂可以沉积在形成卷烟过滤嘴的一部分的纤维材料上。可替换地，根据本专利技术的吸附剂可以混合在这样的纤维材料中。这样的吸附剂可以各种示例性形式使用，即，以薄片(sheet)形式、以利用粘结剂等形成的期望形状、或者以粉末形式使用。当构成根据本专利技术实施方式的吸附剂的多孔碳材料(在下文，这样的多孔碳材料可以称为“根据本专利技术的多孔碳材料”)是包含硅(Si)的植物类材料(基于植物的材料， plant-based material)时，该植物类材料具体地包括5wt%以上的硅，但本专利技术不局限于这样的硅含量。该(多孔)材料中的硅含量期望地为5wt%以下。该硅含量优选为3wt% 以下，更优选Iwt %以下。例如，根据本专利技术的多孔碳材料可以通过在400°C 1400°C范围内的温度下碳化植物类材料，之后利用酸或碱处理该材料而获得。根据制造根据本专利技术的多孔碳材料的方法(在下文，该方法简称为“多孔碳材料制造方法”)，通过在400°C 1400°C范围内的温度下碳化植物类材料获得的材料在该材料利用酸或碱处理之前称为“多孔碳材料前体”或“碳质物质(含碳物质，carbonic substance)”。多孔碳材料制造方法可以包括在利用酸或碱处理后进行的活化步骤(activation step) 0利用酸或碱的处理也可以在活化处理(工艺或过程，process)之后进行。当多孔碳材料制造方法包括这样的优选步骤时，可以在植物类材料碳化之前，在低于碳化温度的温度(例如，400°C 700°C的温度)下在除去气氛中的氧的情况下，对该植物类材料实施加热处理(heating process)(初步碳化处理)。由于加热处理从该材料中提取了焦油成分，所以可以降低在碳化步骤产生的焦油成分的量或防止在碳化处理产生焦油成分。例如，可以通过在惰性气氛如氮气或氩气气氛或在真空气氛下实施该处理而除去氧。氧的除去也可以通过使植物类材料处于烘焙状态(baked state)而实现。根据该多孔碳材料制造方法，可以将植物类材料浸没在醇(例如，甲醇、乙醇或异丙醇)中从而减少该植物类材料中所含的矿物质和湿气，或防止在碳化处理期间产生令人厌恶的小分子(offensive small)，但该处理取决于植物类材料的类型。根据该多孔碳材料制造方法，初步碳化处理可以在之后实施。 例如，优选在惰性气体中进行加热处理的材料包括产生大量焦木酸(木醋酸，pyroligneous acid)(焦油或轻油成分)的植物。优选利用醇进行该预先处理的材料包括例如富含各类矿物质(如碘)的海藻。根据该多孔碳材料制造方法，植物类材料在400°C 1400°C范围内的温度下进行碳化。一般而言，术语“碳化”是指通过热处理将有机物质(当该物质需要加工成根据本专利技术的多孔碳材料时为植物类物质)转化成碳质物质的行为(例如，参考Jis M0104-1984)。 碳化可以在除去氧的气氛下进行。具体地，该处理可以在真空气氛、惰性气体气氛如氮气或氩气气氛、或其中可以使植物类材料处于烘焙状态的气氛下进行。以1°C /min以上的速率将这样的气氛的温度升高到碳化温度。该速率优选为3°C /min以上，更优选为5°C /min以上，但实施方式不局限于这样的速率。碳化时间的上限可以为10小时。优选上限为7小时， 更本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种尼古丁吸附剂，包括根据氮ＢＥＴ法的比表面积为１０ｍ２／ｇ以上且根据ＢＪＨ法的细孔容积为０．２ｃｍ３／ｇ以上的多孔碳材料。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：田畑诚一郎，饭田广范，凑屋街子，山田心一郎，山之井俊，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP
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