CN212464873U

CN212464873U - 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒

Info

Publication number: CN212464873U
Application number: CN202020566366.6U
Authority: CN
Inventors: 蒋琛; 郑红亮; 夏巍群; 眭腾
Original assignee: Jiangsu Daya Filter Material Co ltd
Current assignee: Jiangsu Daya Filter Material Co ltd
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2030-04-16

Abstract

本实用新型属于卷烟辅料技术领域，涉及复合滤棒，尤其涉及包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs‑凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于滤棒1与滤棒2之间的空腔内，经成型纸包卷后复合而成，其中，所述滤棒1靠近烟丝端，长度5～30mm，所述滤棒2靠近唇端，长度5～30mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs颗粒表面冷却而得，其填充量为20～160mg/空腔，空腔长度3～10mm。本实用新型所公开的复合滤棒，能高效吸附烟气中的CO，显著降低进入口腔的烟气中CO的含量，吸附率可达15%以上。由于亚铜离子基MOFs‑凝胶颗粒中相变凝胶的热敏感性能，能显著降低烟气温度，但对吸味感官影响不大，具有明显减害效果。

Description

包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒

技术领域

本实用新型属于卷烟辅料技术领域，涉及复合滤棒，尤其涉及包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒。

背景技术

传统卷烟点燃后，烟丝因不完全燃烧，持续释放烟气；加热不燃烧烟草制品，利用高温炙烤烟弹，使烟气释放，这都是烟气中CO产生的主要方式，CO吸入过量，对人体是有害的。

卷烟行业常见的吸附CO方式，主要有过滤嘴的物理截留和功能颗粒的吸附。物理截留是在烟气通过过滤嘴时，CO在过滤嘴内部流动，在其运动过程中不断与滤嘴丝束碰撞，从而被截留；功能颗粒吸附，所用颗粒多为多孔颗粒，其具有内部孔道多、比表面积大、吸附能力强的特性，当CO在内部孔道流动时，由于运动路径过长，动能被消耗殆尽，滞留在功能颗粒内部，从而被吸附，不被吸入口腔。

上述两种方法都存在弊端：物理截留法的截留效率低，因CO是小分子，而过滤嘴中的丝束纤维之间形成的空隙较大，CO可以从空隙中穿过，无法被截留；功能颗粒其吸附不具有选择性，在吸附CO的同时，也将绝大多数的烟气物质予以吸附，降低了烟气品质，影响抽吸口感。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是公开了包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒。

技术方案

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于滤棒1与滤棒2之间的空腔内，经成型纸包卷后复合而成，其中，所述滤棒1靠近烟丝端，长度5～30mm，所述滤棒2靠近唇端，长度5～30mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs颗粒表面冷却而得，其填充量为 20～160mg/空腔，空腔长度3～10mm。

本实用新型较优公开例中，所述滤棒1是非空管类滤棒，如活性炭滤棒、醋纤滤棒、茶颗粒滤棒、胶囊滤棒、沟槽滤棒、丙纤滤棒等。

本实用新型较优公开例中，所述滤棒2是非颗粒类非空管类滤棒，如芯线滤棒、醋纤滤棒、胶囊滤棒、丙纤滤棒等。

本实用新型较优公开例中，所述三元空腔复合滤棒的直径4.5～9.5mm。

本实用新型所公开的具有CO特异吸附的亚铜离子基MOFs-凝胶材料，由亚铜离子基 MOFs材料和相变凝胶按照质量比为30～60:60～100混合而成，其中，所述亚铜离子基MOFs 为网状金属有机物骨架材料，即Cu(I)-MOFs；所述相变凝胶由相变凝脂、固化剂和润滑剂组成，按质量比相变凝脂:固化剂:润滑剂为70～90:15～30:10～15。

本实用新型较优公开例中，所述相变凝胶按照质量比相变凝脂:固化剂:润滑剂为90:15:10组成。

本实用新型较优公开例中，所述相变凝脂包括但不限于聚乙二醇(PEG)、明胶、石蜡- 石墨复合物、硬脂酸-膨润土纳米混合物中的一种或多种。

本实用新型较优公开例中，所述相变凝脂为分子量为4000和6000的聚乙二醇(PEG)， PEG-4000:PEG-6000质量比为6～9:1～4。

进一步的，所述相变凝脂按照PEG-4000:PEG-6000质量比为8:2。

本实用新型较优公开例中，所述固化剂包括但不限于单硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或多种。

进一步的，所述固化剂为单硬脂酸甘油酯。

本实用新型较优公开例中，所述润滑剂包括但不限于氢化植物油、丙二醇、蜂蜡、棕榈蜡中的一种或多种。

本实用新型较优公开例中，所述润滑剂为氢化植物油和蜂蜡，氢化植物油:蜂蜡质量比为1～3:7～9。

进一步的，所述润滑剂为氢化植物油和蜂蜡，氢化植物油:蜂蜡质量为2:8。

本实用新型所公开的复合材料，软化温度在45～55℃之间；当温度超过55℃时，复合材料开始融化；当温度超过65℃时，复合材料完全融化，亚铜离子(Cu⁺)基MOFs材料完全暴露在烟气中。

本实用新型对CO吸附率的定义为：

有益效果

本实用新型所公开的复合滤棒，制备工艺简单，无需对现有滤棒成型设备进行改造，所制得的复合滤棒能高效吸附烟气中的CO，显著降低进入口腔的烟气中CO的含量，吸附率可达15％以上。由于亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒中相变凝胶的热敏感性能，能显著降低烟气温度，但对吸味感官影响不大，具有明显减害效果。

附图说明

图1.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒；

图2.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的活性炭芯线三元空腔复合颗粒滤棒；

图3.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的醋纤三元空腔复合颗粒滤棒；

图4.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的茶颗粒胶囊三元空腔复合颗粒滤棒；

图5.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的胶囊醋纤三元空腔复合颗粒滤棒；

图6.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的沟槽醋纤三元空腔复合颗粒滤棒；

图7.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的胶囊三元空腔复合颗粒滤棒；

其中，各部件分别为：1、成型纸；2、滤棒1；3、滤棒2；4、空腔；5、活性炭滤棒；6、芯线滤棒；7、醋纤滤棒1；8、醋纤滤棒2；9、茶颗粒滤棒；10、胶囊滤棒1； 11、胶囊滤棒2；12、醋纤滤棒3；13、沟槽滤棒、14、醋纤滤棒4；15、胶囊滤棒3； 16、胶囊滤棒4。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本实用新型，但本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于活性炭滤棒5与芯线滤棒6之间的空腔4内，经成型纸1包卷后复合而成(图2)，其中，所述活性炭滤棒5靠近烟丝端，长度10mm，所述芯线滤棒6靠近唇端，长度 10mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs材料颗粒表面冷却而得，其填充量为80mg/空腔，空腔长度5mm，滤棒直径为6.35mm。

当烟气经过时，相变凝胶融化，亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中，利用烟气所携带的热量，完成CO的吸附。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构、相同圆周的普通三元空腔复合滤棒作为对照样1，其中空腔填充物为惰性颗粒。

实施例2

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于醋纤滤棒7与醋纤滤棒8之间的空腔4内，经成型纸1包卷后复合而成(图3)，其中，所述醋纤滤棒7靠近烟丝端，长度15mm，所述醋纤滤棒8靠近唇端，长度10mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs材料颗粒表面冷却而得，其填充量为100mg/空腔，空腔长度5mm，滤棒直径为7.0mm。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构、相同圆周的普通三元空腔复合滤棒作为对照样2，其中空腔填充物为惰性颗粒。

实施例3

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于茶颗粒滤棒9与胶囊滤棒10之间的空腔4内，经成型纸1包卷后复合而成(图4)，其中，所述茶颗粒滤棒9靠近烟丝端，长度10mm，所述胶囊滤棒10靠近唇端，长度10mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs 颗粒表面冷却而得，其填充量为120mg/空腔，长度10mm；滤棒直径为5.35mm。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构、相同圆周的普通三元空腔复合滤棒作为对照样3，其中空腔填充物为惰性颗粒。

实施例4

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于胶囊滤棒11与醋纤滤棒12之间的空腔4内，经成型纸1包卷后复合而成(图5)，其中，所述胶囊滤棒11靠近烟丝端，长度22mm，所述醋纤滤棒12靠近唇端，长度 10mm，所述复合颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs颗粒表面冷却后而得，其填充量为160mg/空腔，长度8mm；滤棒直径为7.85mm。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构、相同圆周的普通三元空腔复合滤棒作为对照样4，其中空腔填充物为惰性颗粒。

实施例5

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于沟槽滤棒13与醋纤滤棒14之间的空腔4内，经成型纸1包卷后复合而成(图6)，其中，所述沟槽滤棒13靠近烟丝端，长度17mm，所述醋纤滤棒14靠近唇端，长度 10mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs颗粒表面冷却后而得，其填充量为70mg/空腔，长度8mm；滤棒直径为5.85mm。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构、相同圆周的普通三元空腔复合滤棒作为对照样5，其中空腔填充物为惰性颗粒。

实施例6

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于胶囊滤棒15与胶囊滤棒16之间的空腔4内，经成型纸1包卷后复合而成(图7)，其中，所述胶囊滤棒15靠近烟丝端，长度12mm，所述胶囊滤棒16靠近唇端，长度 12mm，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs材料颗粒表面冷却后而得，其填充量为55mg/空腔，长度6mm；滤棒直径为5.35mm。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构、相同圆周的普通三元空腔复合滤棒作为对照样6，其中空腔填充物为惰性颗粒。

将制得的样品及对照样放入自动吸烟机中，抽吸口数与烟气吸入量设置相同，测得烟气中CO的含量，测试检测如下表：

表1.CO吸附率

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，将凝胶颗粒置于滤棒1（2）与滤棒2（3）之间的空腔（4）内，经成型纸（1）包卷后复合而成，其特征在于：所述滤棒1（2）靠近烟丝端，所述滤棒2（3）靠近唇端，所述凝胶颗粒是将加热的相变凝胶均匀喷洒在10～40目的亚铜离子基MOFs-颗粒表面冷却而得，其填充量为20～160mg/空腔。

2.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，其特征在于：所述滤棒1（2）长度5～30mm。

3.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，其特征在于：所述滤棒2（3）长度5～30mm。

4.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，其特征在于：所述空腔长度3～10mm。

5.根据权利要求4所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元空腔复合滤棒，其特征在于：所述三元空腔复合滤棒的直径4.5～9.5mm。