提要：活性炭的基本性质是无毒、无臭、无味，具有很大的选择性吸附能力。活性炭具有发达的微孔，对气相 中有害物有明显吸附效果。国际上对用活性炭吸附卷烟烟气中有害组分作过广泛深入的研究，认为以烟重1%~ 15%的活性炭加入过滤材料中，可以除去烟气中的挥发性有机化合物，并改善卷烟的吸味。国内研究也认为加有活性炭的滤嘴卷烟对减少烟气中的有害成分对人体健康的危害作用比较明显。目前国内已研制出卷烟滤嘴用 活性炭，它的功能主要是吸附不凝性气相有害组份，与其它滤材相辅相成。含活性炭卷烟滤嘴值得推广。
一、活性炭的基本性质
活性炭是具有多孔隙结构、有很大的比表面积和吸附能力的炭。每克活性炭的总表面积可达1000m2以上。活性炭含碳90%以上，性质稳定，无毒、无臭、无味，不溶于水和有机溶剂，耐酸、耐碱，能经受高温和高压作用，被广泛地应用于各个领域。
活性炭的种类很多，按原料不同可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭以及其它炭（如纸浆废液炭、合成树酯炭，有机废料炭骨炭、血炭等）；按外观形状可分为粉状活性炭、不定型颗粒活性炭（或破碎活性炭）、成型活性炭（或定型颗粒活性炭）、球型炭、纤维状炭、织物状炭；按用途可分为气相吸附炭液相吸附炭、糖用炭、工业炭、催化剂和催化剂载体炭等。
粉状活性炭颗粒度大小没有统一规定，一般为小于120目的细粉，颗粒活性炭的颗粒大小因炭和用途不同而不同。
活性炭的堆积比重一般为0.38~0.50g/cm3。活性炭的孔隙是在活化过程中发展起来的，孔隙大小从几个Å（10-8m）到10万Å以上，一般按孔隙半径的大小分为大孔、中孔和微孔。
微孔半径为10Å以下
中孔半径为10~250Å
大孔半轻为250Å以上
在气相吸附中起主要作用的是微孔、中孔、大孔只起通道作用。活性炭中孔院的大小，对吸附质有选择性吸附作用，这是由于大分子不能进入孔径比吸附质小的孔隙里。活性炭中所含主要元素是碳，含量在90%以上，此外含有少量氢和氧以及灰分。灰分中主要是钾、铝、硅、钠和铁的氧化物。微孔多的活性炭适用于气相吸附，主要是由果壳在高温下（1000℃左右）与水蒸汽反应煅烧而成，所以绝不含有可挥发性物质或焦油之类物质。
二、国外对烟气有害物质和活性炭应用于卷烟滤嘴的研究
卷烟中的有害物质对人体健康和环境污染有较大的影响，国外早在50年代就开始对这一问题进行研究了。美国在1954年由卫生教育福利部出版《吸烟与健康一书，提出吸烟影响健康。英国于1964年又以立法形式劝告人们戒烟，至今已有近30年的历史。在此期间，各国政府和烟草工业投入了巨额资金进行大量的研究工作。卷烟燃烧产生的烟气有害物质分为气相物和粒相物二类。气相中有致癌物质二甲基亚硝胺，每支烟约为5~180毫微克，其它种类亚硝胺2-200毫微克，联氮24-43毫微克，促致癌物甲醛20-90毫微克，纤毛毒物质氰10~70毫微克， 丙烯醛45~140毫微克，乙醛18-1440毫微克。粒相物中有二苯并花微量，每10支烟可产生二苯并（a、i）芘0.0002-0.1微克，苯并（a）花每支烟0.02-0.04微克及其它多种致癌物微量。
据美国《科学新闻》报道，由醋酸纤维制成的普通滤嘴卷烟并不安全。研究发现在模拟一般吸烟情况下，普通 无过滤嘴卷烟能杀死87%的小白鼠细胞，而加了含有25、50、100mg活性炭的醋酸纤维过滤嘴后，则小白鼠细胞死亡率分别降低到62%、32%、12%。据文献报道，孔容为0.3cm3/g，孔径为10-40Å的活性炭，以烟重量的1%-15%加入过滤材料中，可除去烟气中的挥发性有害有机化合物，改善卷烟的吸味。文献指出，含活性炭的过滤嘴能吸附卷烟烟气中的乙醛、乙睛、异戊间二烯、丁酮、苯、甲苯。由此可见，加活性炭滤嘴卷烟是降低烟草毒性的有效途径之一。有关活性炭还能吸附烟气气相中的重金属元素和放射性元素方面的报道也不少。为了减少吸烟对人体的危害，世界上许多国家从70年代起先后研制出三段式、二段式含活性炭纤维嘴、纸质含活性炭 滤嘴并投入市场。
三、 我国对吸烟危害性的研究
南开大学生物系与天津市医药科学研究所，共同对不同卷烟凝结物对人和哺乳动物外周血淋巴细胞SCE频率的影响进行了研究。吸烟危害健康，其致癌的机理可能与遗传物质的损伤有关，现已证实姊妹染色单体交换（SCE）是检测染色体损伤的一种很敏感的指标。研究者随机选择几种高、中、低档卷烟，以SCE作为指标比较各种有嘴和无嘴卷烟所产生的烟气凝结物（CSC）对离体外周血淋巴细胞SCE频率的影响。结论认为：①带嘴和不带嘴卷烟产生的CSC所诱发的SCE频率差异未达到显著，即无明显差异。②卷烟焦油量的多少，所产生的CSC对诱发的SCE频率无相关性。所以卷烟烟气中一些不清楚的物质对DNA的损伤可能比那些公认的物质如焦油、尼古丁更为重要。滤嘴在降低卷烟烟气焦油产生量上是有明显作用的，从理论上讲，醋纤滤嘴应有明显效果，但实验中未见差异，也许滤嘴并未降低引起SCE的成分。他们的实验与美国科学家的实验有类似之处。
南京铁道医学院卫生系浦跃朴等用SOS/umn原位法测定了8种国产卷烟和3种进口卷烟烟气的致突变性，都获得 了阳性结果，其中致突变作用较强的一种卷烟，其SOS阳性的较小吸收量为43.9ml，较弱的一种是上海卷烟厂生产的带有活性炭滤嘴的“高乐”牌卷烟，其较小烟气吸收量为62.25ml，两者相差达14倍之多。无滤嘴卷烟烟气的致突变性作用高于滤嘴卷烟，二者之比率为1.5:l，可见卷烟烟气中的致突变性物质同时存在于气相和粒相中，滤嘴只能阻遏烟气粒相中的致癌物，对占烟气体积90%以上的气相部分的致突变性在烟气总致突变性的作用影响不大。
从国内有限的研究中可以看出，现有滤嘴虽对减少烟气危害人体健康有作用，但并不很大，而加了活性炭的滤嘴对减少人体健康的危害作用比较明显。
四、国内对烟用活性炭和含活性炭复合滤嘴的研制
1986年，波涛活性炭厂家与滤嘴实验厂合作开发研制含活性炭卷烟滤嘴，1990年7月完成研制任务并进行了技术鉴定，其理化指标与日本同类产品基本一致，目前已投入小批量生产。
活性炭研究室制备的活性炭经成型炭滤棒并复合成活性炭滤嘴。接装成烟，与日本活性炭滤嘴在同样条件下对照，经徐州卷烟厂和北京卷烟厂评吸，认为用该活性炭复合滤嘴与用日本活性炭复合滤嘴制成的卷河，吸味基 本接近无异味产生，内在质量令人满意。
五、讨论
① 经国内外医学实验初步证实，含活性炭的各种型式的复合滤嘴的安全性优于单一滤嘴，是发展复合滤嘴的重 要方向之一。
② 活性炭在滤嘴中的功能主要是为了降低占烟草烟气90%的气相中的有害物质。在掳嘴中加入活性炭，可以改变烟气气流的分布，增加烟气机械截留率，活性炭中的大孔和粗糙的表面也可截留粒相物，因而在用常规手段 测定总粒相物这一指标时，含活性炭复合滤嘴会低于对照的空白醋纤滤嘴几个mg/支烟。但如果在醋纤滤嘴中加入的活性炭是不均匀的，则导致滤嘴内部气流分布不均匀，或气流走短路使机械截留效果降低，反而会使总粒相物在测定时偏高。
③ 关于活性炭的选择。活性炭在卷烟滤嘴中的功能主要是吸附挥发性（不凝性）气相有害组份，以弥补普通滤嘴的不足，所以应该选择能大量吸附气相有害物的活性炭，即微孔多的活性炭，其中中孔和大孔应相对少一些。但目前国内的检测手段要对各种活性炭吸附有害组份进行比较，尚存在一定难度，而国外在活性炭的筛选上 ，应该说有足够经验，可以为我们所借鉴。所以按国外活性炭技术指标进行仿制，不失为一条简捷的途径。