CN111358049A - 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒 - Google Patents
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Abstract
本发明属于卷烟辅料技术领域,涉及复合滤棒,尤其涉及包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs‑凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸包卷粘附有亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制得的颗粒滤棒,再与滤棒复合而成,其中所述颗粒滤棒靠近烟丝端,长度5mm~30mm,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为0.1~3mg/mm;所述滤棒靠近唇端,长度5mm~30mm。本发明所公开的二元复合滤棒,制备工艺简单,所制得的复合滤棒能高效吸附烟气中的CO,显著降低进入口腔的烟气中CO的含量,吸附率可达15%以上。由于亚铜离子基MOFs‑凝胶复合颗粒中相变凝胶的热敏感性能,能显著降低烟气温度,对吸味感官影响不大,具有明显减害效果。
Description
技术领域
本发明属于卷烟辅料技术领域,涉及复合滤棒,尤其涉及包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒。
背景技术
传统卷烟点燃后,烟丝因不完全燃烧,持续释放烟气;加热不燃烧烟草制品,利用高温炙烤烟弹,使烟气释放,这都是烟气中CO产生的主要方式,CO吸入过量,对人体是有害的。
卷烟行业常见的吸附CO方式,主要有过滤嘴的物理截留和功能颗粒的吸附。物理截留是在烟气通过过滤嘴时,CO在过滤嘴内部流动,在其运动过程中不断与滤嘴丝束碰撞,从而被截留;功能颗粒吸附,所用颗粒多为多孔颗粒,其具有内部孔道多、比表面积大、吸附能力强的特性,当CO在内部孔道流动时,由于运动路径过长,动能被消耗殆尽,滞留在功能颗粒内部,从而被吸附,不被吸入口腔。
上述两种方法都存在弊端:物理截留法的截留效率低,因CO是小分子,而过滤嘴中的丝束纤维之间形成的空隙较大,CO可以从空隙中穿过,无法被截留;功能颗粒其吸附不具有选择性,在吸附CO的同时,也将绝大多数的烟气物质予以吸附,降低了烟气品质,影响抽吸口感。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足,本发明的目的是公开一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒。
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸包卷粘附有亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制得的颗粒滤棒,再与滤棒1复合而成,其中所述颗粒滤棒靠近烟丝端,长度5mm~30mm,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为0.1~3mg/mm;所述滤棒1靠近唇端,长度5mm~30mm。
本发明较优公开例中,所述表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒是将加热融化后的相变凝胶均匀喷洒在亚铜离子基MOFs颗粒表面,制成。
本发明较优公开例中,所述复合颗粒的粒径为30~120目。
本发明较优公开例中,所述滤棒1为非空管类非颗粒类滤棒,如醋酸纤维素滤棒、聚丙烯丝束滤棒、胶囊滤棒、芯线滤棒、沟槽滤棒等。
本发明较优公开例中,所述二元复合滤棒的直径在4.5~9.5mm之间。
本发明较优公开例中,所述烟用丝束为醋酸纤维素或聚丙烯丝束。
本发明所公开的具有CO特异吸附的亚铜离子基MOFs-凝胶材料,由亚铜离子基MOFs材料和相变凝胶按照质量比为30~60:60~100混合而成,其中,所述亚铜离子基MOFs为网状金属有机物骨架材料,即Cu(I)-MOFs;所述相变凝胶由相变凝脂、固化剂和润滑剂组成,按质量比相变凝脂:固化剂:润滑剂为70~90:15~30:10~15。
本发明较优公开例中,所述相变凝胶按照质量比相变凝脂:固化剂:润滑剂为90:15:10组成。
本发明较优公开例中,所述相变凝脂包括但不限于聚乙二醇(PEG)、明胶、石蜡-石墨复合物、硬脂酸-膨润土纳米混合物中的一种或多种。
本发明较优公开例中,所述相变凝脂为分子量为4000和6000的聚乙二醇(PEG),PEG-4000:PEG-6000质量比为6~9:1~4。
进一步的,所述相变凝脂按照PEG-4000:PEG-6000质量比为8:2。
本发明较优公开例中,所述固化剂包括但不限于单硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或多种。
进一步的,所述固化剂为单硬脂酸甘油酯。
本发明较优公开例中,所述润滑剂包括但不限于氢化植物油、丙二醇、蜂蜡、棕榈蜡中的一种或多种。
本发明较优公开例中,所述润滑剂为氢化植物油和蜂蜡,氢化植物油:蜂蜡质量比为1~3:7~9。
进一步的,所述润滑剂为氢化植物油和蜂蜡,氢化植物油:蜂蜡质量为2:8。
本发明所公开的复合材料,软化温度在45~55℃之间;当温度超过55℃时,复合材料开始融化;当温度超过65℃时,复合材料完全融化,亚铜离子(Cu+)基MOFs材料完全暴露在烟气中。
本发明对CO吸附率的定义为:
有益效果
本发明所公开的二元复合滤棒,制备工艺简单,无需对现有滤棒成型设备进行改造,所制得的复合滤棒能高效吸附烟气中的CO,显著降低进入口腔的烟气中CO的含量,吸附率可达15%以上。由于亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒中相变凝胶的热敏感性能,能显著降低烟气温度,对吸味感官影响不大,具有明显减害效果。
附图说明
图1.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的二元复合滤棒;
图2.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒胶囊二元复合滤棒;
图3.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒醋纤二元复合滤棒;
图4.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒芯线二元复合滤棒;
图5.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒沟槽二元复合滤棒;
图6.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒丙纤二元复合滤棒;
其中,各部件分别为:1、成型纸;2、颗粒滤棒;3、滤棒1;4、胶囊滤棒;5、醋纤滤棒;6、芯线滤棒;7、沟槽滤棒;8、丙纤滤棒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明,以使本领域技术人员更好地理解本发明,但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2,再与胶囊滤棒4复合而成(图2),其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端,长度10mm,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒,其添加量为1.5mg/mm,所述胶囊滤棒4靠近唇端,长度25mm,滤棒直径5.85mm。
当烟气经过时,相变凝胶融化,亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中,利用烟气所携带的热量,完成CO的吸附。
以相同步骤,制得与本实施例相同结构的普通醋纤滤棒作为对照样1。
实施例2
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2,再与醋纤滤棒5复合而成(图3),其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端,长度15mm,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为2.0mg/mm,所述醋纤滤棒5靠近唇端,长度15mm,为胶囊滤棒,滤棒直径6.85mm。
当烟气经过时,相变凝胶融化,亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中,利用烟气所携带的热量,完成CO的吸附。
以相同步骤,制得与本实施例相同结构的普通醋纤滤棒作为对照样2。
实施例3
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2,再与芯线滤棒6复合而成(图4),所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为2.5mg/mm,其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端,长度7mm,所述芯线滤棒6靠近唇端,长度18mm,滤棒直径4.95mm。
当烟气经过时,相变凝胶融化,亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中,利用烟气所携带的热量,完成CO的吸附。
以相同步骤,制得与本实施例相同结构的普通醋纤滤棒作为对照样3。
实施例4
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2,再与沟槽滤棒7复合而成(图5),其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端,长度7mm,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为2.1mg/mm,所述沟槽滤棒7靠近唇端,长度23mm,滤棒直径5.75mm。
当烟气经过时,相变凝胶融化,亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中,利用烟气所携带的热量,完成CO的吸附。
以相同步骤,制得与本实施例相同结构的普通醋纤滤棒作为对照样4。
实施例5
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2,再与丙纤滤棒8复合而成(图6),其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端,长度20mm,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为3.0mg/mm,所述丙纤滤棒8靠近唇端,长度10mm,滤棒直径7.30mm。
当烟气经过时,相变凝胶融化,亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中,利用烟气所携带的热量,完成CO的吸附。
以相同步骤,制得与本实施例相同结构的普通醋纤滤棒作为对照样5。
将制得的样品及对照样放入自动吸烟机中,抽吸口数与烟气吸入量设置相同,测得烟气中CO的含量,测试检测如下表:
表1.CO吸附率
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,经成型纸(1)包卷粘附有亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制得的颗粒滤棒(2),再与滤棒1(3)复合而成,其特征在于:所述颗粒滤棒(2)靠近烟丝端,所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒,其添加量为0.1~3mg/mm;所述滤棒1(3)靠近唇端。
2.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒是将加热融化后的相变凝胶均匀喷洒在亚铜离子基MOFs颗粒表面,制成。
3.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述复合颗粒的粒径为30~120目。
4.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述颗粒滤棒(2)长度5mm~30mm。
5.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述滤棒1(3)为非空管类非颗粒类滤棒。
6.根据权利要求4所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述滤棒1(3)为醋酸纤维素滤棒、聚丙烯丝束滤棒、胶囊滤棒、芯线滤棒、沟槽滤棒。
7.根据权利要求4所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述滤棒1(3)长度5mm~30mm。
8.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述二元复合滤棒的直径在4.5~9.5mm之间。
9.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒,其特征在于:所述烟用丝束为醋酸纤维素或聚丙烯丝束。
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CN114145490A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-08 | 深圳烟草工业有限责任公司 | 可以提高烟气过滤效率的非均质滤棒 |
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2020
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