[發(fā)明專利]一種石墨烯吸附材料在降低卷煙煙氣中有害成分中的應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110451741.1 | 申請日： | 2021-04-26 |
| 公開（公告）號： | CN112971205B | 公開（公告）日： | 2023-03-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 蔣麗紅;楊文娟;王亞明;黃金艷 | 申請（專利權(quán)）人： | 昆明理工大學(xué) |
| 主分類號： | A24D3/16 | 分類號： | A24D3/16;A24D3/02 |
| 代理公司： | 昆明同聚專利代理有限公司 53214 | 代理人： | 蘇蕓蕓 |
| 地址： | 650093 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 石墨 吸附 材料 降低 卷煙 煙氣 有害 成分 中的 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種石墨烯吸附材料在降低卷煙煙氣中有害成分中的應(yīng)用，石墨烯吸附材料是氧化石墨烯用KOH活化后，以水合肼為還原劑還原制得，將石墨烯吸附材料添加到卷煙濾嘴中，實現(xiàn)降低卷煙中有害成分的目的；本發(fā)明石墨烯吸附材料對煙氣中苯并[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酸堿共軛相互作用。另外，該方法制備的石墨烯煙氣吸附材料表面的化學(xué)官能團羧基、羥基等能與酚類化合物形成氫鍵。用于卷煙濾嘴添加劑能有效降低煙氣中的有害成分，降焦減害效果明顯。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種石墨烯吸附材料在降低卷煙煙氣中有害成分中的應(yīng)用，屬于卷煙技術(shù)領(lǐng)域。
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。降焦減害一直是國際煙草界研究的重點和熱點。
目前，世界公認的6種主要有害物質(zhì)苯并[a]芘、氰化氫、氨、巴豆醛、苯酚、CO對人體健康有較大的影響。氰化氫是一種纖維毒素，會影響人體呼吸道細胞，當(dāng)人體攝入一定量的氰化氫時，最終因細胞窒息導(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，對皮膚和粘膜具有強烈的腐蝕作用，也可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害肝腎功能；氨氣會引起肝脂肪變性、腎臟間質(zhì)性炎癥及心肌損害，低濃度氨對黏膜有刺激作用，高濃度氨氣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）。已有相關(guān)報道說明多孔材料單獨應(yīng)用于卷煙濾嘴中，對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)中針對去除卷煙煙氣有害成分的研究較多，主要是兩個方面，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到31%；孫玉峰等以MMM為卷煙濾嘴添加劑，對苯并[a]芘、巴豆醛和苯酚的降低率分別為：26.25%、8.15%、43.40%，顯然，降低率有待提高。除此之外，專利CN201410134481中對氨氣吸附能達到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影響抽吸阻力，也不利于抽吸。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯吸附材料的新用途，即其在降低卷煙煙氣中有害成分中的應(yīng)用，本發(fā)明在不改變煙支配方組分的前提下，石墨烯吸附材料是氧化石墨烯用KOH活化后，以水合肼為還原劑還原制得，將該材料作為吸附劑添加于卷煙濾嘴2/3處，本發(fā)明石墨烯吸附材料比表面積大，孔徑可調(diào)，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酸堿共軛相互作用，使之對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，苯并[a]芘降低率能達到20%以上、氰化氫降低率能達到58%以上、氨降低率能達到37%以上、巴豆醛降低率能達到37%以上、苯酚降低率能達到50%以上、CO降低率能達到11%以上。
本發(fā)明石墨烯吸附材料的制備方法如下：
（1）將鱗片石墨加入鹽酸-氫氟酸混合液中，攪拌反應(yīng)2~5h，固液分離，固體洗滌干燥后得到預(yù)處理的石墨，用含有五氧化二磷和過硫酸鉀的濃硫酸對預(yù)處理的石墨在50~80℃下進行氧化、脫水處理，固液分離，固體洗滌干燥后得到預(yù)氧化的石墨，在濃硫酸中依次加入預(yù)氧化的石墨、硝酸鈉、高錳酸鉀，然后置于0~35℃水浴中攪拌反應(yīng)4~10h，固液分離，固體依次用鹽酸、去離子水洗滌至pH為7，干燥，固體加水經(jīng)超聲分散得到氧化石墨烯懸浮液；
所述鹽酸-氫氟酸混合液是鹽酸和氫氟酸按體積比（0.5~1）:1的比例混合制得；
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