CN111908479B - 一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用 - Google Patents

一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111908479B
CN111908479B CN202010819108.9A CN202010819108A CN111908479B CN 111908479 B CN111908479 B CN 111908479B CN 202010819108 A CN202010819108 A CN 202010819108A CN 111908479 B CN111908479 B CN 111908479B
Authority
CN
China
Prior art keywords
selenite
selenate
preparation
composite material
gel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010819108.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111908479A (zh
Inventor
林泽伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Youxi Longyan Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Youxi Longyan Biotechnology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Youxi Longyan Biotechnology Co ltd filed Critical Youxi Longyan Biotechnology Co ltd
Priority to CN202010819108.9A priority Critical patent/CN111908479B/zh
Publication of CN111908479A publication Critical patent/CN111908479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111908479B publication Critical patent/CN111908479B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
    • C01B33/1585—Dehydration into aerogels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/287—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/02—Elemental selenium or tellurium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于复合材料技术领域，具体是一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用。本发明在硅烷水解物中加入硒酸盐或亚硒酸盐进行还原获得纳米硒后再加入氨水使得硅烷水解物凝胶化，经过老化、置换、修饰和干燥后获得二氧化硅气凝胶纳米硒复材，是以二氧化硅气凝胶为载体，在其上负载纳米硒。本发明的二氧化硅气凝胶可应用于香烟的过滤嘴、烟丝、卷烟纸上，减轻香烟对人体的有害作用。

Description

一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用。
背景技术
二氧化硅气凝胶是一种新型纳米多孔材料，在香烟中的应用已有报道。
纳米硒具有较强的抗氧化性能，可应用于香烟以清除产生的自由基对人体的伤害。
但是结合二氧化硅气凝胶和纳米硒的材料还未有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法。
本发明的另一个目的是提供一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的应用。
本发明的技术方案如下：
一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法，包括以下步骤，5～30℃下，准备硅烷水解物，调节pH为5.5～6.5，加入硒酸盐或亚硒酸盐，搅拌混合均匀，加入还原剂，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为8.0～9.5进行缩合，获得凝胶；将所述凝胶老化、有机溶剂置换、修饰、干燥，获得所述纳米硒复合材料。
本发明中硒酸盐或亚硒酸盐的重量为硅烷水解物重量的0.1～5％，更优选的为0.2～2％。还原剂与硒酸盐或亚硒酸盐的摩尔比为3～6:1。
所述凝胶老化、有机溶剂置换都是二氧化硅气凝胶制备中的常规步骤。凝胶老化可以将获得的凝胶密闭后置于30～60℃环境中放置20～60小时。有机溶剂置换可以将凝胶浸泡入无水乙醇中2～3次，每次浸泡时间15～48小时；浸泡过程也可以进行轻微的震荡或者低强度的超声，以加快浸泡过程，缩短浸泡时间。
优选的，所述硅烷水解物由三烷氧基硅烷或四烷氧基硅烷在酸性醇水中水解获得。在二氧化硅气凝胶制备中，由三烷氧基硅烷或四烷氧基硅烷在醇水中水解获得硅烷水解物是一项常规的操作，已有诸多报道。所用三烷氧基硅烷可以选自三甲氧基甲基硅烷、三乙氧基甲基硅烷等，所用四烷氧基硅烷可以选自正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
本发明的硅烷水解物也可以由市场上直接购买。
优选的，所述硒酸盐选自硒酸钠、、硒酸钾、硒酸铵和硒酸镁中的一种或几种。
优选的，所述亚硒酸盐选自亚硒酸钠、亚硒酸钾、亚硒酸铵和亚硒酸镁中的一种或几种。
优选的，所述还原剂选自维生素C、硼氢化钠、水合肼、葡萄糖和谷胱甘肽中的一种或几种。
优选的，所述修饰所用的修饰剂为三甲基氯硅烷。常温下，修饰时将置换后的凝胶浸泡入三甲基氯硅烷的正己烷溶液中，三甲基氯硅烷浓度为5～200g/L，浸泡时间为20～60小时。
优选的，所述干燥为真空干燥或超临界干燥。
一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材，由上述任一实施方案所述的制备方法制备获得。
一种上述实施方案所述的二氧化硅气凝胶纳米硒复材在香烟上的应用。
优选的，所述二氧化硅气凝胶纳米硒复材应用于香烟的烟丝、过滤嘴和卷烟纸中的至少一个。本发明的二氧化硅气凝胶纳米硒复材既可以应用于香烟的烟丝，也可以应用于香烟的过滤嘴，还可以应用于香烟的卷烟纸中，更优选的，应用于香烟的过滤嘴。进一步优选的，应用于香烟过滤嘴靠近烟丝的一侧。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用硅烷水解物作为分散介质，还原获得纳米硒后再按照二氧化硅气凝胶的制备步骤进行操作，获得二氧化硅气凝胶包覆分散的纳米硒，由于二氧化硅气凝胶是干燥后呈固体粉末状态，因此获得的纳米硒较为稳定，具有较长的存储时间而较少发生聚集。
(2)本发明获得的二氧化硅气凝胶纳米硒复材在香烟上，在烟丝、过滤嘴和卷烟纸中都可以应用，对于减少香烟燃烧过程中产生的尼古丁、自由基等有害物质摄入进人体有较大的作用。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
如无特别指明，以下各实施例中的份数都为重量份数。
实施例1～实施例2为制备硅烷水解物
实施例1
室温下，将5份正硅酸乙酯加入到由80份无水乙醇和20份pH为3.0的盐酸水溶液组成的溶液中，搅拌50分钟，获得硅烷水解物1。
实施例2
室温下，将3份正硅酸乙酯加入到由85份无水乙醇和15份pH为3.0的草酸水溶液组成的溶液中，搅拌60分钟，获得硅烷水解物2。
实施例3～实施例8为制备二氧化硅气凝胶纳米硒复材
实施例3
15℃环境下，准备100份硅烷水解物1，调节pH为6.0，加入0.15份亚硒酸钠，搅拌混合均匀，加入与亚硒酸钠摩尔比为1:4.2的维生素C，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为8.5进行缩合，获得凝胶；将凝胶老化置于45℃环境中放置48小时，无水乙醇浸泡置换2次，每次浸泡时间为36小时，浓度为50g/L三甲基氯硅烷正己烷溶液浸泡修饰48小时，超临界干燥，获得纳米硒复合材料，记为S-1。
实施例4
25℃下，准备100份硅烷水解物1，调节pH为6.5，加入1.5份亚硒酸钠，搅拌混合均匀，加入与亚硒酸钠摩尔比为1:4的维生素C，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为9.0进行缩合，获得凝胶；将凝胶老化置于60℃环境中放置24小时，无水乙醇浸泡置换3次，每次浸泡时间为24小时，浓度为100g/L三甲基氯硅烷正己烷溶液浸泡修饰24小时，真空干燥，获得纳米硒复合材料，记为S-2。
实施例5
20℃下，准备100份硅烷水解物2，调节pH为6.5，加入4.8份硒酸钠，搅拌混合均匀，加入与硒酸钠摩尔比为1:5的葡萄糖，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为9.0进行缩合，获得凝胶；将凝胶老化置于30℃环境中放置60小时，无水乙醇浸泡置换2次，每次浸泡时间为48小时，浓度为100g/L三甲基氯硅烷正己烷溶液浸泡修饰30小时，超临界干燥，获得纳米硒复合材料，记为S-3。
实施例6
20℃下，准备100份市售正硅酸乙酯水解物，调节pH为6.0，加入3份亚硒酸钠，搅拌混合均匀，加入与亚硒酸钠摩尔比为1:5的水合肼，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为9.5进行缩合，获得凝胶；将凝胶老化置于50℃环境中放置24小时，无水乙醇浸泡置换3次，每次浸泡时间为36小时，浓度为100g/L三甲基氯硅烷正己烷溶液浸泡修饰30小时，真空干燥，获得纳米硒复合材料，记为S-4。
实施例7
25℃下，准备100份硅烷水解物2，调节pH为6.5，加入4份硒酸钠，搅拌混合均匀，加入与硒酸钠摩尔比为1:4的维生素C，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为9.0进行缩合，获得凝胶；将凝胶老化置于50℃环境中放置36小时，无水乙醇浸泡置换2次，每次浸泡时间为36小时，浓度为50g/L三甲基氯硅烷正己烷溶液浸泡修饰48小时，真空干燥，获得纳米硒复合材料，记为S-5。
实施例8
22℃下，准备100份硅烷水解物1，调节pH为6.5，加入2份亚硒酸钠，搅拌混合均匀，加入与亚硒酸钠摩尔比为1:4的维生素C，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为9.0进行缩合，获得凝胶；将凝胶老化置于60℃环境中放置24小时，无水乙醇浸泡置换3次，每次浸泡时间为20小时，浓度为100g/L三甲基氯硅烷正己烷溶液浸泡修饰24小时，超临界干燥，获得纳米硒复合材料，记为S-6。
测试结果
将待测样品按过滤嘴2％重量分散于香烟过滤嘴靠近烟丝的一侧中。待测样品在使用前粉碎至不超过100μm。测试烟丝燃烧时经过过滤嘴过滤后的有害物质的保留率，结果如表1所示。
测试时，以未添加的过滤嘴过滤后的有害物质含量为100％，其余待测样品过滤后的有害物质含量为相对于未添加的过滤嘴过滤后的有害物质含量。
表1有害物质保留率/％
Figure BDA0002633834270000041
因此，本发明的二氧化硅气凝胶纳米硒复材用于香烟过滤嘴可有效过滤香烟燃烧时的有害物质。
如上所述，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，5～30℃下，准备硅烷水解物，调节pH为5.5～6.5，加入硒酸盐或亚硒酸盐，搅拌混合均匀，加入还原剂，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为8.0～9.5进行缩合，获得凝胶；将所述凝胶老化、有机溶剂置换、修饰、干燥，获得所述二氧化硅气凝胶纳米硒复材；
所述硒酸盐或亚硒酸盐的重量为硅烷水解物重量的0.1～5％；
所述还原剂与硒酸盐或亚硒酸盐的摩尔比为3～6:1。
2.根据权利要求1所述的制备方法，所述硒酸盐或亚硒酸盐的重量为硅烷水解物重量的0.2～2％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，所述硅烷水解物由三烷氧基硅烷或四烷氧基硅烷在酸性醇水中水解获得。
4.根据权利要求1所述的制备方法，所述硒酸盐选自硒酸钠、硒酸钾、硒酸铵和硒酸镁中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，所述亚硒酸盐选自亚硒酸钠、亚硒酸钾、亚硒酸铵和亚硒酸镁中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，所述还原剂选自维生素C、硼氢化钠、水合肼、葡萄糖和谷胱甘肽中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，所述修饰所用的修饰剂为三甲基氯硅烷。
8.根据权利要求1所述的制备方法，所述干燥为真空干燥或超临界干燥。
9.一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备获得。
10.一种权利要求9所述的二氧化硅气凝胶纳米硒复材在香烟上的应用。
CN202010819108.9A 2020-08-14 2020-08-14 一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用 Active CN111908479B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010819108.9A CN111908479B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010819108.9A CN111908479B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111908479A CN111908479A (zh) 2020-11-10
CN111908479B true CN111908479B (zh) 2022-07-01

Family

ID=73283153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010819108.9A Active CN111908479B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111908479B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4700723A (en) * 1983-03-10 1987-10-20 Toray Industries, Inc. Tobacco filter and fibrous ion exchange resin
CN1286052A (zh) * 1998-11-18 2001-03-07 史超 保香、助燃、选择降焦的香烟及其生产方法
CN109368647A (zh) * 2018-11-26 2019-02-22 烟台工程职业技术学院 一种改性纳米二氧化硅气凝胶的制备
CN111003712A (zh) * 2019-11-27 2020-04-14 鑫创新材料科技(徐州)有限公司 一种气凝胶复合材料的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7243658B2 (en) * 2003-06-13 2007-07-17 Philip Morris Usa Inc. Nanoscale composite catalyst to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4700723A (en) * 1983-03-10 1987-10-20 Toray Industries, Inc. Tobacco filter and fibrous ion exchange resin
CN1286052A (zh) * 1998-11-18 2001-03-07 史超 保香、助燃、选择降焦的香烟及其生产方法
CN109368647A (zh) * 2018-11-26 2019-02-22 烟台工程职业技术学院 一种改性纳米二氧化硅气凝胶的制备
CN111003712A (zh) * 2019-11-27 2020-04-14 鑫创新材料科技(徐州)有限公司 一种气凝胶复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Se-SiO2三维光子晶体的制备";许静等;《材料导报》;20051130;第19卷(第11期);第115-117页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111908479A (zh) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108669622A (zh) 一种凉甜香韵的卷烟用添加剂及其制备方法和应用
CN104757704B (zh) 一种烟草提取物的制备方法及含有该烟草提取物的组合物
CN108771961B (zh) 一种生物酶除甲醛剂及其应用
CN111908479B (zh) 一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用
Chen et al. Reduction of phytic acid in soymilk by immobilized phytase system
CN107653742B (zh) 一种兼具保润功能的清甜香卷烟纸及其制备方法
CN104473318B (zh) 减害降焦重组烟叶及其制备方法
CN102920022B (zh) 一种用于降低卷烟主流烟气中氨含量的添加剂的制备方法及其应用
CN109536393A (zh) 一种马里兰烟叶发酵提取物的制备方法及其应用
ES2727673A1 (es) Procedimiento de adsorcion de nitratos mediante silice modificada activa a partir de ceniza de paja de arroz
CN110742302B (zh) 一种降低烟气自由基含量的卷烟及其制备方法
CN111568806B (zh) 一种负载精油的生物多糖和蛋白质改性氮化硼及其制备方法和应用
CN116575146A (zh) 含迷迭香活性成分的粘胶大生物纤维及其制备方法
CN107513891B (zh) 一种兼具保润功能的陈皮卷烟纸及其制备方法
CN111165871A (zh) 一种经增烟处理的低危害卷烟
CN107485048B (zh) 一种复合香料的提取方法及其在卷烟中的应用
CN107460766B (zh) 一种兼具保润功能的薄荷卷烟纸及其制备方法
CN113693266A (zh) 一种组合式烟弹及其生产工艺
JP2009011270A (ja) 微生物検査用培地および微生物検査器具
JPS5941397B2 (ja) 香料を含むビ−ズ状ゲルおよびこれを含有するたばこ製品
CN113598410B (zh) 一种用于降低卷烟烟气中2-甲基丁酸的复合滤棒及卷烟
JPH1066535A (ja) 高純度マンネンタケ菌糸体の製造方法
CN111138559B (zh) 一种磷酸化莲藕多糖的制备方法及抗氧化剂或抗肿瘤药物
CN102754915A (zh) 一种低聚异麦芽糖卷烟保润剂及其使用方法
Yang et al. Synthesis of selenium nanoparticles in the presence of oyster polysaccharides and the antioxidant activity

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant