[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

摘要

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。

主权项

1.一种制造用于香烟烟草烟雾的石墨烯陶瓷纳米复合材料过滤器的方法，其特征在于，所述方法包括：以一酸清洗陶瓷材料，并且其中，所述酸对所述陶瓷材料的表面进行去污，并且其中，所述酸活化所述陶瓷材料的表面，并且其中，所述酸使用预定的浓度，并且其中，所述酸的预定浓度范围为10‑60％v/v；在预定温度范围对所述陶瓷粒子进行退火，并且其中，所述预定温度范围为600‑900℃；以使用一溶剂的一碳前驱物涂覆所述陶瓷粒子以获得涂覆的陶瓷粒子，并且其中，所述陶瓷粒子和所述碳前驱物在液相或分散相中混合，并且其中，在混和所述碳前驱物、溶剂和所述陶瓷粒子之后，通过在预定温度范围加热以使所述碳前驱物干燥，并且其中，所述碳前驱物的浓度范围为5‑20％w/w；通过在空气中以预定温度范围加热来碳化存在于所述陶瓷粒子表面的所述碳前驱物，并且其中，加热将所述碳前驱物转化为无定形碳，并且其中，所述预定温度范围为200‑400℃，并且其中，在加热之后，以无定形碳涂覆获得所述陶瓷粒子；依照粒度和颗粒形状分离以无定形碳涂覆的所述陶瓷粒子，并且其中，以无定形碳涂覆的所述陶瓷粒子根据粒度在直径300‑500微米的范围内而分离，并且其中，以无定形碳涂覆的所述陶瓷粒子根据具有不规则形和不平整表面的圆形形状而分离；在一惰性环境条件中以预定温度范围对以无定形碳涂覆的所述陶瓷粒子进行退火，并且其中，退火将无定形碳转化为石墨烯，并且其中，所述预定温度范围为600‑900℃，并且其中，所述惰性环境条件包括氩气、氮气和氢气，并且其中，退火产生具有石墨烯或石墨烯纳米复合材料的陶瓷粒子；对具有石墨烯或石墨烯纳米复合材料的所述陶瓷粒子进行化学处理以活化表面，并且其中，所述化学处理为一酸处理，并且其中，所述酸选自由硫酸、盐酸以及硝酸组成的群组，并且其中，所述酸处理使所述石墨烯层多孔化并且增加对香烟烟雾的化学吸附或复数个有毒化合物的吸附，并且其中，所述吸附的有毒化合物为氨、甲醛、主流总粒相物(MS‑TPM)、尼古丁、焦油以及亚硝胺；并且通过将所述石墨烯陶瓷纳米复合材料填充到一具有管状构造的壳体中以形成一过滤管柱，来制造一烟草烟雾过滤器，并且其中，填入的所述石墨烯陶瓷纳米复合材料的量为0.5‑1.5公克，并且其中，所述石墨烯陶瓷纳米复合材料直接以颗粒状形式填入所述过滤管柱，或先将所述石墨烯陶瓷纳米复合材料模压为一圆柱形管柱，并且其中，所述圆柱形管柱包括一模压的、烧结的石墨烯陶瓷纳米复合材料，并且其中，所述烧结的圆柱形管柱包括安装到所述过滤管柱中的、模压的石墨烯陶瓷纳米复合材料。