[发明专利]一种石墨烯基烟草烟雾过滤器及一种合成石墨烯复合物的方法

说明书

本发明的实施例提供了一种用于香烟的过滤器，其包括封装在壳体中、以石墨烯纳米复合物为基础的材料。所述过滤器可以重复使用并且插入任何香烟或烟草吸烟产品。所述过滤器为独立产品或与每根香烟一体地制造。通过减少吸入烟雾中的焦油含量和其他有毒化学物质，所述过滤器为吸烟者提供安全的吸烟选择，而不改变他们的吸烟习惯。石墨烯基纳米复合材料过滤器从(香烟、比迪烟、水烟等的)烟雾中吸附有毒因子。通过对陶瓷粒子进行处理并且以碳粒子涂覆陶瓷粒子来制造所述过滤器。所述碳粒子被碳化。以碳涂覆的陶瓷粒子根据形状和尺寸而分离，并且在惰性条件下对其进行化学处理以将碳转化为石墨烯。以石墨烯涂覆的粒子经化学修饰以增进过滤。

技术领域

本申请案主张2016年4月29日提交的印度临时专利申请案的优先权，其申请号为201611015050，名称为“一种使用石墨烯基烟草烟雾过滤器用于过滤烟草烟雾的系统及方法”，并且其全部内容在此作为参考。

本发明一般而言涉及石墨烯纳米技术领域和石墨烯纳米技术在消费产品中的应用。本发明具体地涉及一种用于过滤烟草烟雾的烟草过滤器。本发明更具体地涉及一种具有石墨烯基材料的烟草过滤器和合成石墨烯基材料的方法。

背景技术

石墨烯是由仅具有一个原子厚度的sp2-混成轨域的碳组成的二维(2D)结构，由于其突出且广泛的应用而被称为“奇迹材料”。由于石墨烯从气态和水溶液中去除各种有害化学物质和化合物的突出的能力或特性，石墨烯作为一种新型吸附剂而受到广泛的关注。各种有机化合物在石墨烯层之间被捕获，这提供了有效的过滤。由于层之间的化学的吸附(化学吸附)，使有机化合物被捕获。

燃烧的香烟产生烟雾，烟雾是悬浮在气相中的液体粒子的复杂浓缩气溶胶，并且由环境中的氧气、氮气、以及从香烟产生的一氧化碳和二氧化碳组成。气溶胶中的这些次微米级液体粒子本身是由烟草的蒸馏、热裂解和燃烧产生的多种化合物的复杂组合物。因此，存在于香烟烟雾中的化合物与气溶胶相结合或在气相中游离。在烟草燃烧过程中产生的这些化合物直接蒸馏到烟雾中，或在彼此之间发生反应。然后将由这种化学反应产生的反应产物蒸馏到烟雾中。香烟烟雾中存在7000多种不同的化合物。香烟烟雾中存在的许多化合物是有毒的并且具有严重的健康风险。吸烟的主要健康风险包括呼吸道相关疾病和心血管风险。研究显示1,3-丁二烯是最重要的致癌物质。丙烯醛和乙醛是产生呼吸道相关疾病的最大风险的原因。心血管风险主要归因于氰化物、砷和甲酚。其他具有显着健康风险的化合物包括N-亚硝胺和多环芳香烃(PAHs)。

在石墨烯基平面上具有诸如-CHO、-C＝O、-COOH、-OH等官能团的官能团化石墨烯层显示出对有机化合物的优异吸附。石墨烯的这种能力用于过滤香烟烟雾中的各种有毒成份。然而，在香烟过滤器中单独使用石墨烯并不是利用石墨烯的突出性质来获得更安全的吸烟解决方案的具成本效益的途径。此外，使用原始的石墨烯基过滤器不能确定过滤器的结构和化学完整性。

因此，需要一种具成本效益且可重复使用的过滤器，其在吸烟过程中从香烟烟雾中去除有毒化学化合物而不损失化学和结构完整性，并且还允许烟雾容易通过。对于设计这种过滤器也有一需求，以便于与复数个等级、类别或品牌的烟草吸烟产品一起使用。更有对于石墨烯基烟草烟雾过滤器的需求。还有对于具有石墨烯基复合物的烟草过滤器和合成石墨烯基复合物的方法的需求。

本发明解决了上述缺点、劣势和问题，通过阅读和研究以下说明书将理解这些缺点、劣势和问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的是提供一种石墨烯基过滤器，其用于从香烟烟雾中去除有毒化学化合物并为吸烟者提供安全的替代方案。

本发明实施例的另一个目的是提供一种香烟过滤器，其为一种独立产品，并且可附接在任何品牌的烟草类别或等级的吸烟产品上，例如香烟、雪茄、小雪茄烟、小雪茄、比迪烟、水烟、丁香烟、烟斗、电子烟等。

本发明实施例的另一个目的是提供一种具有石墨烯组成的石墨烯基过滤器，所述石墨烯组成包括石墨烯和陶瓷的纳米复合物。