[發明專利]一種降低卷煙煙氣中有害成分的石墨烯煙氣吸附材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110256269.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113019322B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 何沛;楊文娟;蔣麗紅;楊晨;王亞明;司曉喜;劉春波;張鳳梅;李振杰;向能軍;劉志華
• 申請（專利權）人: 云南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;A24D3/02
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 鐘華;任永利

1.一種降低卷煙煙氣中有害成分的石墨烯煙氣吸附材料，其特征在于：所述石墨烯煙氣吸附材料通過水合肼還原氧化石墨烯制得，將所述石墨烯煙氣吸附材料添加到卷煙濾嘴中，可以降低卷煙中的有害成分；

其中：所述水合肼還原氧化石墨烯方法為：

在氧化石墨烯懸浮液加入氨水調節氧化石墨烯懸浮液pH為7～11，在氧化石墨烯懸浮液中加入水合肼，然后在55～95℃溫度下攪拌反應5～11h，反應結束后依次用去離子水、無水乙醇洗滌至中性，真空干燥，得到石墨烯煙氣吸附材料；

所述的石墨烯煙氣吸附材料在卷煙濾嘴中的添加量為5～20mg/支。

2.一種權利要求1所述的石墨烯煙氣吸附材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將鱗片石墨加入裝有鹽酸-氫氟酸混合液的反應器中，攪拌反應3～6h，固液分離，將所得固體洗滌干燥后得到預處理的石墨，用含有五氧化二磷和過硫酸鉀的濃硫酸對預處理的石墨在50～80℃下進行氧化、脫水處理，固液分離，洗滌干燥后得到預氧化的石墨；

(2)在濃硫酸中依次加入預氧化的石墨、硝酸鈉、高錳酸鉀，然后置于30～50℃溫度下攪拌反應5～9h，反應完成后依次用鹽酸、去離子水洗滌至pH為7，冷凍干燥，得到氧化石墨烯，稱取一定量的氧化石墨烯加水溶解，經超聲分散得到氧化石墨烯懸浮液；

(3)在氧化石墨烯懸浮液加入氨水調節氧化石墨烯懸浮液pH為7～11，在氧化石墨烯懸浮液中加入水合肼，然后在55～95℃溫度下攪拌反應5～11h，反應結束后依次用去離子水、無水乙醇洗滌至中性，真空干燥，得到石墨烯煙氣吸附材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，預處理過程中鹽酸-氫氟酸混合液是鹽酸和氫氟酸按體積比(1～1.5):(0.5～1)的比例混合制得。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，濃硫酸與預處理的石墨的質量比為(0.5～1):(0.5～1)，五氧化二磷在濃硫酸中的濃度為100～150g/L，過硫酸鉀在濃硫酸中的濃度為100～150g/L。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，濃硫酸與預氧化的石墨的質量比為(0.5～1):(0.5～1)，預氧化的石墨:硝酸鈉:高錳酸鉀的質量比為(1～1.5):1:(1～6)。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，氧化石墨烯與水合肼的質量比為(0.5～1):4。

7.一種權利要求1所述的石墨烯煙氣吸附材料作為卷煙添加劑的應用。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于：將所述石墨烯煙氣吸附材料添加到卷煙濾嘴中，可以降低卷煙中的有害成分。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：所述有害成分包括苯并[a]芘、氰化氫、氨、巴豆醛、苯酚和CO。