[发明专利]一种Fe3+/TiO2/竹炭复合材料及利用其制备香烟过滤嘴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及香烟过滤嘴用催化剂，涉及一种Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料的制备方法及采用该材料制备香烟过滤嘴。Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料加入极少量的双氧水在太阳光下具有非常好的光催化活性以降解过滤嘴中吸附的有害物质，使人们吸烟更卫生、更环保。 

背景技术

吸烟是危害人体健康的一大陋习，而戒烟对绝大多数烟民来说不太可能，为此香烟行业进行了不断改革，如过滤嘴香烟的诞生。研究表明，吸烟不但危害自身健康而且还危害周围人群健康。烟气中的焦油、稠环芳烃类有机物等对人体危害颇大，全世界每年由于吸烟导致的损失高达数万亿元。 

中国发明专利——申请号为201010602751.2涉及“一种香烟过滤嘴用纳米催化剂的制备方法”。该专利将纳米二氧化钛、铁与铜、钴或锌混合，然后将混合物加入水中得到混合物水溶液，再向混合物水溶液中加入表面活性剂和聚丙烯酸粘合剂，在90℃下搅拌得到过滤嘴用纳米催化剂，然后将催化剂均匀喷洒在过滤嘴的纤维中，该种过滤嘴可有效降低香烟对人体健康带来的危害。但是用该方法制得的催化剂存在如下几个问题：①、将纳米二氧化钛及各种物质加入水中，纳米材料在液相中易团聚，而团聚后的二氧化钛光催化活性大大降低；②、未给出降解选用的是何种光源，未掺杂的二氧化钛仅可利用紫外光无法利用可见光降解，条件要求较苛刻；③、并未指出降解用二氧化钛的晶型。国际上一般认为不同晶型的二氧化钛光催化降解活性如下：锐钛矿型>金红石型>板钛矿型。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种低成本Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料的制备方法及采用该材料制备香烟过滤嘴的方法，利用复合光催化剂吸附及降解污染物能减少吸烟对人们健康的影响，利用此方法制得的香烟过滤嘴具有健康，卫生，环保等优点。 

技术方案 

一种Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料，其特征在于原料成份为：1份的钛酸丁酯、0.3～0.4份浓度为0.21mol/L的硝酸铁溶液、0.5份冰乙酸、3～4份无水乙醇和竹炭，所述份数为体积份。 

一种制备权利要求1所述的Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料的方法，其特征在于步骤如下： 

步骤1：将1份的钛酸丁酯、3～4份无水乙醇的体积份配比加入容器中搅拌均匀，制成A溶液；再将0.3～0.4份浓度为0.21mol/L的硝酸铁溶液、1～2份无水乙醇、0.5份冰乙酸的体积份配比加入容器中搅拌均匀，制成B溶液； 

步骤2：将B溶液加入A溶液中，边加边搅拌，滴加完成后继续搅拌以形成溶胶，将溶胶陈化5h左右，得到透明溶胶； 

步骤3：将竹炭投入到步骤2制得的透明溶胶中，搅拌之后在32℃下频率为45KHz的超声下处理1h使溶胶进入竹炭内部孔隙，之后取出竹炭在80℃下干燥；所述竹炭的加入量以能够被溶胶浸没为准； 

步骤4：从步骤3的干燥箱中取出竹炭在管式炉中氮气氛围下在550℃下焙烧3h得到Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料。 

所述步骤2中B液加入A液时的滴加速度为1滴/s。 

一种采用所述Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料制备的香烟过滤嘴，其特征在于：香烟过滤嘴层次结构两个外层的醋酸纤维中间夹层为Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料颗粒。 

一种制备所述香烟过滤嘴的方法，其特征在于：将Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料粉碎 成为颗粒状，利用制烟设备按照权利要求4的结构进行卷制。 

有益效果 

本发明提出的一种Fe³⁺/TiO₂/竹炭复合材料的制备方法及采用该材料制备香烟过滤嘴的方法，采用Sol-gel法制备稳定的改性TiO₂溶胶，经超声波处理，使二氧化钛粒子能进入竹炭内部孔隙，经焙烧后制备具有光催化活性、负载在竹炭上的纳米级二氧化钛。