一种用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒及卷烟
阅读说明：本技术 一种用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒及卷烟 (Composite filter stick for reducing propionaldehyde in cigarette smoke and cigarette ) 是由 周骏 徐同广 解晓翠 芦楠 张�杰 矫海楠 王丽达 蒋成勇 马雁军 白若石 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒及卷烟。所述复合滤棒用于与卷烟本体连接,所述复合滤棒由第一醋酸纤维滤棒和添加了MOF-199、石墨烯改性活性炭、亚油酸修饰纳米硅基氧化物的第二醋酸纤维滤棒组合构成；其中,所述MOF-199的最可几孔径为0.9～1.1nm,所述石墨烯改性活性炭中0.8～2nm孔径的孔占比大于80％。该复合滤棒能够降低卷烟的刺激性,同时不影响卷烟的整体香气量及风格特征,提升了口腔柔顺度、舒适性,改善了吸味品质；且添加材料无毒无害,来源充足,制作方便,成本低廉。(The invention provides a composite filter stick for reducing propionaldehyde in cigarette smoke and a cigarette. The composite filter stick is used for being connected with a cigarette body and is formed by combining a first acetate fiber filter stick and a second acetate fiber filter stick added with MOF-199, graphene modified activated carbon and linoleic acid modified nano silicon-based oxide; the largest probable pore diameter of the MOF-199 is 0.9-1.1 nm, and the ratio of pores with pore diameters of 0.8-2 nm in the graphene modified activated carbon is more than 80%. The composite filter stick can reduce the irritation of cigarettes, does not influence the overall aroma quantity and style characteristics of the cigarettes, improves the smoothness and comfort of the oral cavity, and improves the smoking quality; and the added materials are non-toxic and harmless, have sufficient sources, are convenient to prepare and have low cost.)
技术领域
本发明属于卷烟滤棒技术领域，具体涉及一种用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒及卷烟。
背景技术
烟气中低分子量的挥发性羰基化合物、酚类化合物以及氨等物质具有刺激性作用。这些物质不仅刺激口腔的味觉接收和感受神经，而且还刺激感觉神经末梢，对卷烟感官品质为负作用。丙醛作为烟气中一种常见的羰基化合物，其在浓度较高时具有强烈的窒息性刺激气味，反映在卷烟主流烟气感官质量上就会出现较强的刺激性和明显杂气。
发明内容
本发明提供一种用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒，其能够降低卷烟的刺激性，同时不影响卷烟的整体香气量及风格特征，提升了口腔柔顺度、舒适性，改善了吸味品质。
具体来说，本发明提供了如下技术方案：
一种用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒，所述复合滤棒用于与卷烟本体连接，所述复合滤棒由第一醋酸纤维滤棒和添加了MOF-199、石墨烯改性活性炭、亚油酸修饰纳米硅基氧化物的第二醋酸纤维滤棒组合构成；
其中，所述MOF-199的最可几孔径为0.9～1.1nm，所述石墨烯改性活性炭中0.8～2nm孔径的孔占比大于80％。
发明人在卷烟滤棒制作工艺的研发过程中发现，将具有特定孔结构的MOF-199材料、具有特定微孔结构的石墨烯改性活性炭以及具有极性官能团的亚油酸修饰纳米硅基氧化物按照一定的用量比例组合添加到滤棒中加工成功能性复合滤棒，并将该功能性滤棒应用于混合型卷烟中，有利于实现对混合型卷烟烟气中刺激性成分丙醛的适当降低，使烟气细腻，增强柔顺感；减轻杂气，增加卷烟香气的纯净度；同时不影响卷烟的整体香气量及风格特征，实现对混合型卷烟烟气吸味的改善和提升。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述MOF-199的粒径为60～80目；
和/或，所述MOF-199的孔容为0.5～0.8mL/g。在该粒径和孔容下，可进一步保证所述MOF-199与烟气中丙醛的化学吸附作用。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述石墨烯改性活性炭的粒径为40～60目；
和/或，所述石墨烯改性活性炭的孔容为0.9～1.2mL/g。在该粒径和孔容下，可进一步保证所述石墨烯改性活性炭与烟气中丙醛的物理吸附作用。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述石墨烯改性活性炭通过将活性碳浸渍于石墨烯去离子水分散液中，过滤后干燥得到。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述亚油酸修饰纳米硅基氧化物由纳米二氧化硅和亚油酸在50～70℃下反应生成。在该温度下制备，可进一步保证所述亚油酸修饰纳米硅基氧化物与烟气中丙醛的物理吸附作用。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述第二醋酸纤维滤棒中MOF-199的添加量为26～30mg/支。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述第二醋酸纤维滤棒中石墨烯改性活性炭的添加量为13～15mg/支(每支卷烟)。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述第二醋酸纤维滤棒中亚油酸修饰纳米硅基氧化物的添加量为2～5mg/支(每支卷烟)。
所述MOF-199、石墨烯改性活性炭和亚油酸修饰纳米硅基氧化物在上述添加量下，可实现对丙醛的适当吸附，既降低了刺激性，又不影响原有香气风格。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述第一醋酸纤维滤棒的长度为8～12mm，所述第二醋酸纤维滤棒的长度为15～20mm。
优选的，上述用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒中，所述第二醋酸纤维滤棒一端与所述第一醋酸纤维滤棒相连，另一端与所述卷烟本体相连。
本发明还提供一种卷烟，其包括上述的用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒。
本发明所取得的有益效果：
本发明提供的用于降低卷烟烟气中丙醛的复合滤棒，能够降低卷烟的刺激性，同时不影响卷烟的整体香气量及风格特征，提升了口腔柔顺度、舒适性，改善了吸味品质；且添加材料无毒无害，来源充足，制作方便，成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例1的卷烟的结构示意图，其中，1-复合滤棒，2-卷烟本体，3-第一醋酸纤维滤棒，4-第二醋酸纤维滤棒。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
以下实施例中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。所述方法如无特别说明均为常规方法，所用原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
以下实施例中，所用亚油酸修饰纳米硅基氧化物通过以下方法制备得到：以硅酸钠和盐酸为原料，在反应液中添加1～5％的非离子表面活性剂，通过沉淀反应形成SiO2沉淀。将SiO2沉淀物与一定量的乙醇混合形成醇分散的SiO2溶胶，干燥后高温煅烧获得纳米SiO2粉体材料。向正己烷溶剂中加入一定量的亚油酸和纳米SiO2粉体(亚油酸与纳米SiO2的摩尔比约为1:5)，超声振荡，60℃搅拌反应4小时。所得产物分离、洗涤、晾干，真空干燥得到的白色粉末即为亚油酸修饰的纳米硅基氧化物。
以下实施例中，所用MOF-199的最可几孔径为0.94nm，粒径为60～80目，孔容为0.8mL/g，比表面积1365m2/g，其通过以下方法制备得到：将2g水合硝酸铜和1g均苯三甲酸溶解在51mL体积比为1:1:1的二甲酰胺、乙醇和水的混合溶剂中，将混合液转移至聚四氟乙烯高压反应釜中100℃进行水热反应4小时，冷至室温用二甲基甲酰胺进行洗涤、最后烘干即得。
以下实施例中，所用石墨烯改性活性炭的孔径分布为0.8～2nm孔径的孔占比80％，2～100nm孔径的孔占比20％；粒径为40～60目，孔容为1.1mL/g，比表面积782m2/g，其通过以下方法制备得到：在搅拌条件下将50g椰壳活性炭加入到200mL浓度为1mg/mL的石墨烯悬浮液中,充分浸渍后经冷冻干燥即得石墨烯改性的活性炭材料。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种长84mm、圆周24.35mm的普通卷烟，包括相互连接的复合滤棒1和卷烟本体2；所述复合滤棒1由第一醋酸纤维滤棒3和添加了MOF-199、石墨烯改性活性炭、亚油酸修饰纳米硅基氧化物的第二醋酸纤维滤棒4组合构成；所述第二醋酸纤维滤棒4一端与所述第一醋酸纤维滤棒3相连，另一端与所述卷烟本体2相连。
本实施例中，所述复合滤棒1的长度为25mm，其中第一醋酸纤维滤棒3的长度为10mm，第二醋酸纤维滤棒4的长度为15mm；所述卷烟本体2的长度为59mm。
本实施例中，所述第二醋酸纤维滤棒4中，MOF-199的添加量为30mg/支，石墨烯改性活性炭的添加量为15mg/支，亚油酸修饰纳米硅基氧化物的添加量为5mg/支。
本实施例的第二醋酸纤维滤棒4制造时，将醋酸纤维丝束充分开松后，然后将亚油酸修饰纳米硅基氧化物与增塑剂三醋酸甘油酯按1:10的质量比混配后添加到醋酸纤维丝束中，以便提高滤棒的加工硬度和性能，再通过固体颗粒加料装置添加混配后的MOF-199与石墨烯改性活性炭，经卷制成型。
本实施例的卷烟烟气中丙醛的分析结果见下表1。其中空白对照与本实施例的区别仅在于：第二醋酸纤维滤棒4中未添加所述MOF-199、石墨烯改性活性炭和亚油酸修饰纳米硅基氧化物。
表1
参照烟草行业标准YC/T138-1998《烟草及烟草制品感官评价方法》，将实施例1和空白对照例得到的卷烟由8位专业人士进行感官评价，结果见下表2。
表2感官质量评价结果
实施例2
本实施例提供一种长94mm、圆周21.80mm的中支卷烟，包括相互连接的复合滤棒和卷烟本体；所述复合滤棒由第一醋酸纤维滤棒和添加了MOF-199、石墨烯改性活性炭、亚油酸修饰纳米硅基氧化物的第二醋酸纤维滤棒组合构成；所述第二醋酸纤维滤棒一端与所述第一醋酸纤维滤棒相连，另一端与所述卷烟本体相连。
本实施例中，所述复合滤棒的长度为30mm，其中第一醋酸纤维滤棒的长度为10mm，第二醋酸纤维滤棒的长度为20mm；所述卷烟本体的长度为64mm。
本实施例中，所述第二醋酸纤维滤棒中，MOF-199的添加量为26mg/支，石墨烯改性活性炭的添加量为13mg/支，亚油酸修饰纳米硅基氧化物的添加量为5mg/支。
本实施例的第二醋酸纤维滤棒制造时，将醋酸纤维丝束充分开松后，然后将亚油酸修饰纳米硅基氧化物与增塑剂三醋酸甘油酯按1:10的质量比混配后添加到醋酸纤维丝束中，以便提高滤棒的加工硬度和性能，再通过固体颗粒加料装置添加混配后的MOF-199与石墨烯改性活性炭，经卷制成型。
本实施例的卷烟烟气中丙醛的分析结果见下表3。其中空白对照与本实施例的区别仅在于：第二醋酸纤维滤棒中未添加所述MOF-199、石墨烯改性活性炭和亚油酸修饰纳米硅基氧化物。
表3
参照烟草行业标准YC/T138-1998《烟草及烟草制品感官评价方法》，将实施例2和空白对照例得到的卷烟由8位专业人士进行感官评价，结果见下表4。
表4感官质量评价结果
对比例1
与实施例1相比，其区别仅在于：将石墨烯改性活性炭替换为未改性的活性炭，所述活性炭的孔径分布为：0.8～2nm孔径的孔占比90％，2～100nm孔径的孔占比10％，粒径为40～60目，孔容为0.8mL/g，比表面积为931m2/g。
本对比例的卷烟烟气中丙醛的分析结果见下表5。其中空白对照与本对比例的区别仅在于：第二醋酸纤维滤棒中未添加所述MOF-199、石墨烯改性活性炭和亚油酸修饰纳米硅基氧化物。
表5
表6感官质量评价结果
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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