[發(fā)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(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110256269.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN113019322B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;A24D3/02
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 鐘華;任永利

本發(fā)明公開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(yīng)用，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。本發(fā)明石墨烯煙氣吸附材料對(duì)煙氣中苯并[a]芘、氰化氫、氨、巴豆醛、苯酚、CO具有良好的吸附效果，且該石墨烯煙氣吸附材料制備方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，制得的吸附材料比表面積大，具有穩(wěn)定的正六邊形晶格結(jié)構(gòu)，易與酚類化合物形成Π?Π相互作用。另外，該方法制備的石墨烯煙氣吸附材料表面具有豐富的化學(xué)官能團(tuán)羧基、羥基等，能夠與酚類化合物形成氫鍵。用于卷煙濾嘴添加劑能夠有效降低煙氣中的有害成分，降焦減害效果突出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于卷煙技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，具體涉及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(yīng)用。

背景技術(shù)

卷煙煙氣是由煙草制品在抽吸過程中通過高溫燃燒、裂解、蒸餾等過程產(chǎn)生的一種成分極其復(fù)雜的混合物。煙草降焦減害一直是國(guó)際煙草界研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

目前，世界公認(rèn)的6種主要有害物質(zhì)苯并[a]芘、氰化氫、氨、巴豆醛、苯酚、CO對(duì)人體健康有較大的影響。氰化氫是一種纖維毒素，會(huì)影響人體呼吸道細(xì)胞，當(dāng)人體攝入一定量的氰化氫時(shí)，最終因細(xì)胞窒息導(dǎo)致死亡；苯酚是一種常見的殺菌劑，可經(jīng)呼吸道、皮膚和消化道吸收，低濃度苯酚能使蛋白質(zhì)變性，高濃度能使蛋白質(zhì)沉淀，對(duì)皮膚和粘膜具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，也可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害肝腎功能；氨可以引起肝脂肪變性、腎臟間質(zhì)性炎癥及心肌損害，低濃度氨對(duì)黏膜有刺激作用，高濃度氨可造成組織蛋白變性、脂肪組織皂化等組織溶解性壞死(即皂化作用)。因此降低卷煙煙氣中有害成分是刻不容緩的。已有相關(guān)報(bào)道說明多孔材料單獨(dú)應(yīng)用于卷煙濾嘴中，對(duì)卷煙煙氣中有害成分去除效果不佳，選擇性低。

現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)去除苯酚的研究很多，主要是兩個(gè)方面，一種是卷煙加工工藝方面，如專利201110241462.9在卷煙濾棒中添加SiO₂，巴豆醛和苯酚的降低率分別為10.3％和20.1％；另一種是制備卷煙添加劑，將其添加到濾嘴中達(dá)到吸附目的，如專利200710034453.6通過添加改性活性炭纖維到香煙濾嘴中，苯酚的降低率也僅能達(dá)到31％。顯然，苯酚的降低率有待提高。

除此之外，少量研究者研究針對(duì)卷煙煙氣中氨氣的吸附，專利CN201410134481中對(duì)氨氣吸附能達(dá)到30％以上，但是該專利中的材料添加量為40mg以上，添加在濾嘴中的材料的量太多會(huì)影響抽吸阻力，也不利于抽吸。

因此，開發(fā)一種可以有效吸附卷煙煙氣中多種有害物質(zhì)的煙氣吸附材料是人們所希望的。

為了解決以上問題，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯煙氣吸附材料的制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明在不改變煙支配方組分的前提下，將該材料作為吸附劑添加于卷煙濾嘴中部。該添加劑是在pH7～11、55～95℃條件下采用水合肼還原氧化石墨烯制得的石墨烯煙氣吸附材料，且比表面積大，孔徑可調(diào)，并具有獨(dú)特的面吸附特性及Π-Π吸附特性，使之對(duì)卷煙煙氣有害成分苯并[a]芘、氰化氫、氨、巴豆醛、苯酚、CO有明顯的吸附，添加量為15mg/支，苯并[a]芘降低率能達(dá)到20％以上、氰化氫降低率能達(dá)到50％以上、氨降低率能達(dá)到40％以上、巴豆醛降低率能達(dá)到20％以上、苯酚降低率能達(dá)到70％以上、CO降低率能達(dá)到12％以上。

本發(fā)明第一方面提供一種降低卷煙煙氣中有害成分的石墨烯煙氣吸附材料，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。

本發(fā)明第二方面提供一種本發(fā)明第一方面所述的石墨烯煙氣吸附材料的制備方法，包括以下步驟：