[发明专利]一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料及其制备方法与应用。所述方法为：将纳米纤维素悬浮液与纳米二氧化硅悬浮液混合均匀，在‑196～‑20℃下预冷冻5min～24h，冷冻干燥，得到复合气凝胶型香烟过滤嘴材料；其中，纳米二氧化硅的质量为纳米纤维素质量的0～80％。本发明技术方案制备的复合气凝胶型香烟过滤嘴材料具有优异的吸附性能和较好的力学性能，而且制备过程绿色环保、制备方法简单、原料来源广泛，应用前景较好。

技术领域

本发明属于过滤材料技术领域，具体涉及一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料及其制备方法与应用。

背景技术

设计香烟滤嘴的最初目的是为了防止抽吸时香烟纸粘在嘴唇上和烟丝吸入口腔。之后人们发现滤嘴可以过滤和吸附香烟烟气，从而降低香烟中有害物质的释放量。因此，对香烟滤嘴材料的研究成为减少香烟烟气中有害物质释放量的一种重要技术措施。

目前，醋酸纤维滤嘴和聚丙烯纤维滤嘴是最普遍使用的滤嘴。醋酸纤维滤嘴是将木材、棉短绒与醋酸等化工原料反应制得纺丝原料醋片，再将醋片纺丝而制得的纤维。醋酸纤维滤嘴是低焦油和高焦油的香烟制品都广泛使用的机械过滤嘴，是目前众多香烟制造厂优先选择的滤嘴材料。但它存在成本比较高，对烟气中的醛类化合物吸附作用弱等缺点；聚丙烯原料成本低，但聚丙烯滤嘴低温时容易变脆、不耐磨、易老化，且膨胀度不好，抽吸时会爆破，伴随有异味感。

申请号为201110231849.6的中国专利申请公开了植物多糖香烟过滤嘴及其制备方法，该方法将植物多糖、淀粉、吸附剂、增塑剂、乳化剂、防水剂和植物蛋白混合，之后采用冷冻干燥法制备得到了过滤嘴棒。该过滤嘴棒可降低尼古丁、焦油及烟碱含量，但是该过滤嘴棒的制备需要较多种类的原料，导致制备过程复杂且需要去除制备过程中的气泡。申请号为201711278092.X的中国专利申请公开了一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料的制备，该方法将海泡石用有机酸、有机碱分别处理后，与卡波姆、磷脂、卡拉胶及糖蛋白混合，冷冻干燥法制备得到了过滤嘴材料。该过滤嘴材料对焦油及烟草特有亚硝胺有截留效果，但是其制备过程中使用了酸碱。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料的制备方法，该制备方法具有可操作性，原料来源广泛，方法简单，生产过程中无三废。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料，具有高吸附能力。

本发明的再一目的在于提供上述一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种复合气凝胶型香烟过滤嘴材料的制备方法，包括以下步骤：

将纳米纤维素悬浮液与纳米二氧化硅悬浮液混合均匀，在-196～-20℃下预冷冻5min～24h，冷冻干燥，得到复合气凝胶型香烟过滤嘴材料；

其中，纳米二氧化硅的质量为纳米纤维素质量的0～80％。

优选的，所述预冷冻的时间为20～360min。

优选的，所述纳米二氧化硅的质量为纳米纤维素质量的5～80％；更优选为5～60％；最优选为5～40％。

优选的，所述纳米纤维素悬浮液与纳米二氧化硅悬浮液混合均匀后，混合溶液中纳米纤维素的质量浓度为0.2～1.2％；更优选为0.2～0.6％。

优选的，所述纳米纤维素悬浮液的质量浓度为0.3～2％；更优选为0.4～1.2％。

优选的，所述纳米纤维素悬浮液中纳米纤维素由以下方法制得：将纤维原料充分浸泡后进行超微粒研磨处理得到纳米纤维素，其中超微粒研磨处理时浆料的质量浓度为0.3～2％，磨盘间隙为+50～-100μm，磨浆次数为5～100。