[发明专利]一种填充有氧化石墨烯的卷烟二元复合滤嘴及其制备方法

说明书

本发明公开了一种填充有氧化石墨烯的卷烟二元复合滤嘴及其制作方法，所述卷烟滤嘴内均匀浸渍有采用改进的Hummers法制备的氧化石墨烯分散液，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.2mg/ml—1mg/ml，滴加量为0.3ml—1ml。本发明实现了氧化石墨烯基复合滤嘴的便捷制备，且不改变原有的卷烟结构，生产加工方便，可以有效选择性的降低卷烟主流烟气中酚类化合物含量，苯酚含量最高可降低100％。

技术领域

本发明涉及一种填充有氧化石墨烯的卷烟二元复合滤嘴及其制备方法。

背景技术

目前，努力提高卷烟的吸食安全性已经成为国内外烟草行业的共识，为了降低卷烟主流烟气中苯酚、氰化氢和醛酮类等致癌有害成分，其中，卷烟滤棒是烟草吸食者与烟支之间一个很重要的桥梁，它能有效截留主流烟气中部分有害成分，减少烟气对人体健康和环境的危害，目前市面上所用的卷烟滤棒绝大部分是醋纤滤棒、丙纤滤棒和纸质滤棒。近年来研究人员也主要致力于在卷烟滤棒中加入各种活性材料对上述释放物进行物理化学吸附，如采用活性炭纤维、海泡石纤维、离子交换纤维、金属或金属氧化物掺杂的纤维材料等。尽管这些方法在一定程度上减少了卷烟主流烟气中的释放物，但是真正得以应用的较少，因为大部分材料存在损害成型设备、成本高昂、引入杂质及异味、改变卷烟抽吸风味等问题，此外，这些传统高分子材料或金属修饰材料也因本身具有选择性差、极性低、活性共轭位点少等缺陷而受到限制，最近兴起的对膨化烟梗、茶叶、中草药等天然植物材料用于卷烟滤棒降焦减害的研究，主要是利用其结构的疏松多孔性以截留吸附烟气，但这些孔结构多为密闭的空腔结构，对烟气中有害物质的过滤效率较低，同样也制约了这些过滤材料在中式卷烟中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的卷烟滤棒对烟气中的有害物质的过滤效率低、成本高昂、影响卷烟抽吸风味。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种填充有氧化石墨烯的卷烟二元复合滤嘴，其特征在于：所述卷烟滤嘴内均匀浸渍有采用改进的Hummers法制备的氧化石墨烯分散液，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.2mg/ml—1mg/ml，滴加量为0.3ml—1ml。

氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯的氧化物，经氧化后，其表面含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼。此外，氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因而其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，且从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了丰富的羟基、羧基和碳氧官能团，易与羟基、氨基、羧基等极性基团形成氢键。此外，碳材料本身具有良好的吸附性能、无菌无毒、耐热性等特点。本发明采用氧化石墨烯分散液填充滤嘴，在达到过滤有害物质效果的同时，也保证了吸食的口感不受影响，高于本发明采用的氧化石墨烯分散液最高用量的，会影响卷烟吸食口感，且长期使用，有毒害人体的副作用，而低于本发明最低用量的，无法有效的起到过滤效果。

一种填充有氧化石墨烯的卷烟二元复合滤嘴的制备方法，所述方法的具体步骤如下：1)配制氧化石墨烯分散液，分散液浓度为0.2mg/ml—1mg/ml；2)将氧化石墨烯分散液均匀滴在市售卷烟滤嘴上，滴加量为0.3ml—1ml，浸渍后保持烟支在下、过滤嘴在上15min-60min；3)将滤嘴置于35—60℃下恒温烘干2—4h，得到了填充有氧化石墨烯的二元复合滤嘴；4)将烘干后得到滤嘴静置空气中12—24h。