添加有氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合材料的卷烟滤棒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于卷烟滤棒生产技术领域，具体涉及一种添加有高效吸附能力的氧 化石墨稀-介孔二氧化娃复合材料的卷烟滤棒。
【背景技术】
[0002] 随着消费者健康意识的不断提高，卷烟减害工作也日益紧迫。目前，卷烟减害降焦 主要集中在源头减害和截留减害两个方面，前者主要侧重于卷烟烟叶等原料本身，而后者 侧重于通过滤棒过滤等手段对有害物质进行截留。目前，虽然已经有多种吸附类材料被用 于卷烟滤棒中，滤棒添加剂的种类和添加量仍然是现有减害领域的研究热点。
[0003] 石墨烯是一种由碳原子以Sp2杂化轨道组成呈蜂窝状正六边形晶格的二维平面结 构的材料，其厚度仅为一个碳原子层的厚度。石墨烯是一种理想的无孔吸附剂，吸附作用主 要发生在其表面，由于其特殊的结构，石墨烯拥有较大的比表面积，同时具有吸附容量大， 吸附迅速，易于回收和二次使用等特点，目前很多报道将其用作新型吸附材料。氧化石墨烯 是经电化学或酸处理后的一种改性石墨烯，除具备普通石墨烯的上述特性外，其表面还含 有丰富的羟基、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作用。因此， 氧化石墨烯对共辄分子、碱基、扑啉和醛酮分子等具有很好的选择性作用，已广泛应用于样 品前处理吸附中。
[0004] 介孔二氧化硅材料是近些年得到较多关注的吸附型材料体系，其特点是具有规整 的孔道结构和可调的孔径、较大的比表面积和孔容、良好的热稳定性和化学稳定性，且易于 合成及表面功能化，成本低廉，用其他活性基团将介孔二氧化娃功能化后，将能进一步提高 其吸附能力。目前，已有文献报道合成了各种系列的介孔二氧化硅材料，如MCM (Odered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism， Nature，1992,359 :710_712)， SBA (Esostructure design with Gemini surfactants ： Supercage formation in a three-dimensional hexagonal array， Science，I 995,268: 1324-1327)， FDU (Highly ordered large caged cubic mesoporous silica structures templated by triblock PE0-PB0-PE0 copolymer， Chemical Communications，2000,7 : 575-576)及 AMS(Synthesis and characterization of mesoporous silica with chiral structure，Nature，2004,429 :281-284)等，并发现这些材料在吸附与分离、催化等领域有 着广泛的应用前景。同时，也有相关报道将介孔二氧化硅材料应用于卷烟中，并取得令人满 意的效果。
[0005] 现有技术中，虽然已有将氧化石墨烯和介孔二氧化硅材料单独应用于卷烟减害的 相关报道，但将二者复合后用于卷烟减害的研究尚较为缺乏。
【发明内容】
[0006] 本申请目的在于提供一种添加有氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合材料的卷烟滤 棒，从而实现对卷烟主流烟气中有害成分更好的吸附。
[0007] 本申请所采取的详细技术方案介绍如下。
[0008] -种添加有氧化石墨稀-介孔二氧化娃复合材料的卷烟滤棒，包括卷烟滤棒本体 以及依次包裹在卷烟滤棒本体外的外成型纸和接装纸；所述卷烟滤棒本体为二元复合结 构，由间隔排列连接的普通醋纤滤棒单元和颗粒醋纤滤棒单元组成；所述颗粒醋纤滤棒单 元负载有氧化石墨稀 -介孔二氧化娃复合材料。
[0009] 所述添加有氧化石墨稀-介孔二氧化娃复合材料的卷烟滤棒，普通醋纤滤棒单元 和颗粒醋纤滤单元的长度比为3:2。
[0010] 所述添加有氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合材料的卷烟滤棒，每支滤棒中氧化石 墨烯-介孔二氧化硅复合材料经30~60目筛成颗粒后负载于颗粒醋纤滤棒单元中，负载量 为15~40mg/支滤棒，即成型后二元复合滤棒中每支滤棒含有氧化石墨烯-介孔二氧化硅颗 粒15~40mg ;优选负载量为20mg/支滤棒。
[0011] 所述添加有氧化石墨稀-介孔二氧化娃复合材料的卷烟滤棒，氧化石墨稀-介孔 二氧化娃复合材料制备时，以质量比计，氧化石墨稀：介孔二氧化娃=1 :30~50。
[0012] 本申请卷烟滤棒中所使用的氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合材料，利用氧化石墨 烯表面上的羟基、羧基、羰基以及环氧基团与二氧化硅表面的氨基间通过偶联结合作用形 成具有特殊性质的复合材料，该复合材料较好地改善了石墨烯的生物相容性以及在聚合物 基体中的分散性。总体而言，本申请所提供二元复合滤棒，较好地同时利用了氧化石墨烯和 介孔二氧化硅两种物质表面的活性基团，活性基团间通过氢键、共辄作用等方式较为充分 地实现了对卷烟主流烟气中有害成分的选择性吸附截留。
[0013] 总之，本申请所提供卷烟滤棒，同时结合了介孔二氧化硅和氧化石墨烯两种吸附 材料的优异性能，在添加量较少的情况下，即可对挥发性醛酮类促癌分子、苯酚等有害物质 进行高效吸附，而且该复合材料绿色环保，无附加毒害；同时其制备方法简单，原料易得，易 于规模化生产且生产成本低廉，因而在卷烟减害降焦领域有着广阔的应用前景。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本实用新型做进一步解释说明。
[0016] 实施例1
[0017] 现有技术中关于氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合材料的制备已有较多研究，但为 了说明本实用新型所提供的二元复合滤棒的具体技术效果，本实施例仍然以具体的氧化石 墨烯-介孔二氧化硅复合材料的制备为例，简要介绍一下氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合 材料的制备过程。
[0018] 氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合材料，采用偶联结合法制备而成，制备过程具体 包括以下步骤：
[0019] (1)对二氧化硅