本技術(shù)屬于新型煙草領(lǐng)域，具體涉及一種氣溶膠生成基質(zhì)、氣溶膠生成制品和氣溶膠生成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)卷煙氣中鑒定出的化學(xué)成份約6000多種，這些化學(xué)成分主要由煙草中相關(guān)成分直接轉(zhuǎn)移或經(jīng)熱解、熱合成反應(yīng)生成，其中部分有害成分需在高溫(燃燒)條件下才能解或合。這些物質(zhì)中的很多都與吸煙相關(guān)的疾病關(guān)聯(lián)。關(guān)于在香煙的煙霧中發(fā)現(xiàn)的更有害化合物的標(biāo)準(zhǔn)參考是霍夫曼分析物列表，該列表認(rèn)識到大約44種不同分析物可能出現(xiàn)在主流煙氣中。該列表包含了通常與吸煙的健康風(fēng)險相關(guān)聯(lián)的化學(xué)物質(zhì)。這些分析物和化學(xué)物質(zhì)包括，例如，氨、氨基萘、苯并芘、甲醛、乙醛、丙酮、甲基乙基酮、丁醛、氰化氫、氮氧化物、煙草特有亞硝胺(tsnas)、吡啶、喹啉、對苯二酚、苯酚、甲酚、焦油、尼古丁、一氧化碳、1，3-丁二烯、異戊二烯、丙烯腈、苯、甲苯、苯乙烯和各種其它物質(zhì)。已經(jīng)確定了來自吸煙物品的主流煙中的一些霍夫曼分析物可能是有害的。由此可知：降低加熱或燃燒溫度可顯著降低煙氣有害成分釋放量。另外，傳統(tǒng)卷煙點燃后產(chǎn)生的側(cè)流煙氣(主要是在抽吸間隙期由煙支點燃端陰燃而逸出的煙氣)會造成非人群被動吸煙，引起非吸煙人群的反感。

2、消費者渴望抽吸更加低害的卷煙，非吸煙人群希望避開被動吸煙的危害，上述原因助推了新型草制品產(chǎn)生。目前，市場上出現(xiàn)的新型煙草制品類型包括：加熱卷煙、無煙氣煙草制品和電子煙。

3、加熱不燃燒煙草制品(又名加熱卷煙)是通過特殊的加熱源對煙草材料進行加熱，加熱時煙草材料中的煙堿及香味物質(zhì)通過揮發(fā)產(chǎn)生煙氣來滿足吸煙者需求的一種新型煙草制品。與傳統(tǒng)卷煙不同，加熱卷煙只加熱不點燃，從而盡可能減少煙草高溫燃燒裂解產(chǎn)生的有害成分。但不點燃煙草物質(zhì)，也減少了大量通過熱合成和熱裂解產(chǎn)生的香味成分，加熱卷煙在吸食過程中，難免會產(chǎn)生口腔舒適性差、有苦澀感，香氣不豐富等問題。

4、加熱卷煙在200-350℃的低溫加熱過程中，雖然避免了傳統(tǒng)卷煙燃燒(約700-900℃)產(chǎn)生的高溫裂解反應(yīng)，但煙草中的多糖、氨基酸及脂類等成分仍會發(fā)生熱降解。此溫度區(qū)間內(nèi)甲醛、巴豆醛、丙烯醛等揮發(fā)性羰基化合物主要通過美拉德反應(yīng)生成，而苯并芘等pahs則來源于木質(zhì)素和纖維素的不完全熱解，研究表明，這些物質(zhì)可能對人體健康產(chǎn)生影響。

5、如何進一步降低加熱卷煙產(chǎn)生的氣溶膠內(nèi)的計劃外物質(zhì)是加熱卷煙領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)目的是為了降低加熱卷煙產(chǎn)生的氣溶膠內(nèi)的計劃外物質(zhì)。

2、本技術(shù)提供了以下技術(shù)方案：一種氣溶膠生成基質(zhì)，氣溶膠生成基質(zhì)在被加熱時會生成氣溶膠，所述氣溶膠中包括計劃外物質(zhì)，氣溶膠生成基質(zhì)包括催化劑；催化劑對于所述計劃外物質(zhì)的降解反應(yīng)具有催化作用。

3、進一步地，催化劑在降解反應(yīng)中的活化溫度為200℃～250℃、250℃～300℃或300℃～350℃。

4、進一步地，計劃外物質(zhì)包括苯并芘、甲醛和/或巴豆醛。

5、進一步地，催化劑為具有光催化效應(yīng)的光催化劑。

6、更進一步地，光催化劑具有可見光響應(yīng)性。常見的光催化劑為紫外光催化劑，考慮到紫外光能夠通過破壞dna等遺傳物質(zhì)，改變細(xì)胞的遺傳轉(zhuǎn)錄特性，使生物體喪失蛋白質(zhì)的合成和復(fù)制繁殖能力，相對于一般的光催化劑，可見光響應(yīng)的光催化劑由于無需結(jié)合紫外光源使用，更加安全。

7、進一步地，當(dāng)氣溶膠生成基質(zhì)在被加熱生成氣溶膠時，光催化劑可在可見光照射氣溶膠生成基質(zhì)的條件下，將氣溶膠中的苯并芘、甲醛和巴豆醛中的至少一個的含量降低至少8％、15％或28％。

8、非金屬光催化劑包括石墨相氮化碳(g-c3n4)及其改性材料氯摻雜的石墨相氮化碳(cncl)、多孔石墨化氮化碳(p-c3n4)、石墨氮化碳微串(msg-c3n4)、磷硫共摻雜的石墨氮化碳(pscn)、氟硫共摻雜的氮化碳(f-scn)等。金屬基光催化劑包括氧化鋅(zno)、二氧化鈦(tio2)、氧化鎢(wo3)及其金屬或非金屬摻雜材料。進一步地，催化劑包括二氧化鈦、氯化鋅、二氧化鈦、氧化鎢、石墨相氮化碳和改性石墨相氮化碳中的至少一種。

9、進一步地，改性石墨相氮化碳包括氯摻雜石墨相氮化碳、多孔石墨化氮化碳、石墨氮化碳微串、磷硫共摻雜石墨氮化碳或氟硫共摻雜氮化碳。

10、催化劑在氣溶膠生成基質(zhì)中的含量為0.5wt％～1.0wt％、1.0wt％～2.5wt％或2.5wt％～5wt％。

11、進一步地，氣溶膠生成基質(zhì)包括均質(zhì)化煙草薄片材料。

12、進一步地，均質(zhì)化煙草薄片材料包括所述催化劑。

13、本專利提供的第二個技術(shù)方案是一種氣溶膠生成制品包括上述的氣溶膠生成基質(zhì)。

14、本專利提供的第三個技術(shù)方案是一種氣溶膠生成系統(tǒng)，包括氣溶膠生成裝置和氣溶膠生成制品，氣溶膠生成裝置具有加熱腔室，氣溶膠生成制品包括氣溶膠生成基質(zhì)，氣溶膠生成基質(zhì)在加熱腔室內(nèi)被加熱時會生成氣溶膠，氣溶膠中包括計劃外物質(zhì)；氣溶膠生成基質(zhì)包括催化劑；加熱腔室內(nèi)具有能夠照射氣溶膠生成基質(zhì)的光源；催化劑在被加熱和被光源照射下對于所述計劃外物質(zhì)的降解反應(yīng)具有催化作用。

15、其中，氣溶膠生成制品是吸煙制品，包括氣溶膠生成基質(zhì)，其通過加熱生成通過用戶的口直接可吸入用戶的肺中的氣溶膠。

16、優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)是固體氣溶膠生成基質(zhì)。氣溶膠生成基質(zhì)可同時包括固體和液體組分。

17、優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)包括尼古丁。在一些優(yōu)選實施方式中，氣溶膠生成基質(zhì)包括煙草。

18、例如，氣溶膠形成材料可以由均質(zhì)煙草的片形成。

19、替代地或附加地，氣溶膠生成基質(zhì)可以包括不含煙草的氣溶膠形成材料。例如，氣溶膠形成材料可為包括尼古丁鹽和氣溶膠形成劑的片。

20、如果氣溶膠生成基質(zhì)是固體氣溶膠生成基質(zhì)，那么固體氣溶膠生成基質(zhì)可以包括粉末、顆粒、小丸、碎片、細(xì)條、條狀物或片材中的一種或更多種，含有草本植物葉、煙葉、煙草肋料、平展煙草和均質(zhì)煙草中的一種或更多種。

21、氣溶膠生成基質(zhì)可以為塞的形式，所述塞包括由紙或其他包裝材料限定的氣溶膠形成材料。在氣溶膠生成基質(zhì)為塞的形式的情況下，認(rèn)為包括任何包裝紙的整體塞是氣溶膠生成基質(zhì)。

22、優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)包括塞，所述塞包括由包裝物包圍的均質(zhì)煙草材料或其它氣溶膠形成材料的聚集片。

23、任選擇地，固體氣溶膠生成基質(zhì)可以包含在加熱固體氣溶膠生成基質(zhì)時釋放的煙草揮發(fā)性芳香物化合物或非煙草揮發(fā)性芳香物化合物。固體氣溶膠生成基質(zhì)也可以包含一個或多個膠囊，所述膠囊包括例如另外的煙草揮發(fā)性芳香物化合物或非煙草揮發(fā)性芳香物化合物，且這種膠囊可以在加熱固體氣溶膠生成基質(zhì)期間熔化。

24、任選擇地，固體氣溶膠生成基質(zhì)可以設(shè)置在熱穩(wěn)定載體上或嵌入在熱穩(wěn)定載體中。載體可以采用粉末、顆粒、小丸、碎片、細(xì)條、條狀物或片材的形式。固體氣溶膠生成基質(zhì)可以通過例如片材、泡沫、凝膠或漿料的形式布置在載體的表面上。固體氣溶膠生成基質(zhì)可以放置在載體的整個表面上，或可替代地，可以布置成圖案，以便在使用期間提供不均勻的香味遞送。

25、在本專利中，均質(zhì)煙草材料表示通過使顆粒煙草聚集形成的材料。

26、在本專利中，片材表示具有基本大于其厚度的寬度和長度的層狀元件。

27、在本專利中，聚集用于描述基本橫向于氣溶膠生成制品的縱向軸線卷繞、折疊或者壓縮或收縮的片材。

28、優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)包括均質(zhì)煙草材料的聚集的紋理化片材。

29、在本專利中，紋理化片材表示已卷曲、凸印、壓印、穿孔或以另外方式變形的片材。氣溶膠生成基質(zhì)可以包括均質(zhì)煙草材料的聚集的紋理化片材，其包括多個間隔開的缺口、突出部、穿孔或其組合。優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)包括均質(zhì)煙草材料的聚集卷曲薄片。均質(zhì)煙草材料的紋理化片材的使用可以有利地促進均質(zhì)煙草材料片材的聚集，以形成氣溶膠生成基質(zhì)。

30、氣溶膠生成制品可以具有傳統(tǒng)卷煙的外形，煙卷那樣的香煙物品及它們的規(guī)格通常根據(jù)煙卷的長度來命名，如下所述。所謂“標(biāo)準(zhǔn)”，通常表示68mm～75mm的范圍例如約68mm～約72mm的長度的煙卷，所謂“短”或“迷你”，表示68mm以下的長度的煙卷，所謂“超標(biāo)”，通常表示75mm～91mm的范圍例如約79mm～約88mm的長度的煙卷，所謂“長”或“加長”，通常表示91mm～105mm的范圍例如約94mm～約101mm的長度的煙卷，以及所謂“超長”，通常表示約110mm～約121mm的范圍的長度的煙卷。另外，香煙物品根據(jù)煙卷外周來命名，如下所述。所謂“標(biāo)準(zhǔn)”，表示約23mm～25mm的外周的煙卷，所謂“粗”，表示25mm以上的外周的煙卷，所謂“細(xì)”，表示約22mm～23mm的外周的煙卷，所謂“細(xì)長”，表示約19mm～22mm的外周的煙卷，所謂“超細(xì)”，表示約16mm～19mm的外周的煙卷，以及所謂“微細(xì)”，表示約16mm以下的外周的煙卷。因此，超標(biāo)且超細(xì)型的煙卷具有例如約83mm的長度及約17mm的外周。標(biāo)準(zhǔn)、超標(biāo)型的煙卷，即具有75mm～91mm的長度及23mm～25mm外周的煙卷受許多顧客青睞。各規(guī)格的香煙物品也可以制造成具備不同長度的過濾嘴。通常，短過濾嘴用于長度及外周都短的規(guī)格的香煙物品。通常，過濾嘴長從與“短”及“標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)格的香煙物品一同使用的15mm存在到與“超長”及“超細(xì)”的規(guī)格的香煙物品一同使用的30mm。帶過濾嘴香煙物品的長度方向上的水松紙的長度比過濾嘴長例如3mm～10mm。

31、優(yōu)選地，氣溶膠生成制品包括氣溶膠生成基質(zhì)、支撐元件、氣溶膠冷卻元件和煙嘴。優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)、支撐元件、氣溶膠冷卻元件和煙嘴大體上為圓柱形且具有大體相當(dāng)?shù)耐鈴?。例如，具有至?mm的外徑。優(yōu)選地，具有大約5mm到大約12mm之間、例如大約5mm到大約10mm之間或大約6mm到大約8mm之間的外徑。在優(yōu)選的實施方式中，具有7.2mm+/-10％的外徑。

32、優(yōu)選地，氣溶膠生成基質(zhì)可以具有大約5mm到大約15mm之間、例如大約8mm到大約12mm之間的長度。在一個實施方式中，氣溶膠生成基質(zhì)可以具有大約lmm的長度。在優(yōu)選的實施方式中，氣溶膠生成基質(zhì)具有大約12mm的長度。

33、支撐元件可以緊接地位于氣溶膠生成基質(zhì)的下游，并且可以緊靠氣溶膠生成基質(zhì)。

34、支撐元件可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧匣虿牧辖M合形成。例如，支撐元件可以由選自由以下材料組成的組中的一種或更多種材料形成：醋酸纖維素；紙板；卷曲紙，比如卷曲耐熱紙或卷曲羊皮紙；以及聚合材料，比如低密度聚乙烯(ldpe)。在優(yōu)選的實施方式中，支撐元件由醋酸纖維素形成。

35、支撐元件可以包括中空管狀元件。在優(yōu)選的實施方式中，支撐元件包括中醋酸纖維素管。

36、支撐元件可以具有在大約5mm與大約15mm之間的長度。在優(yōu)選的實施方式中，支撐元件具有大約8毫米的長度。

37、氣溶膠冷卻元件可以位于氣溶膠生成基質(zhì)的下游，例如氣溶膠冷卻元件可以緊接地位于支撐元件的下游，并且可以緊靠支撐元件。氣溶膠冷卻元件也可以位于支撐元件和煙嘴之間，所述煙嘴位于氣溶膠生成制品的最下游端。

38、氣溶膠冷卻元件可以具有在每毫米長度大約300平方毫米與每毫米長度大約1000平方毫米之間的總表面面積。在優(yōu)選的實施方式中，氣溶膠冷卻元件具有每毫米長度大約500平方毫米的總表面面積。

39、氣溶膠冷卻元件可替代地被稱為熱交換器。

40、優(yōu)選地，氣溶膠冷卻元件具有低抽吸阻力。即，優(yōu)選地，氣溶膠冷卻元件提供對于空氣穿過氣溶膠生成制品的低的阻力。優(yōu)選地，氣溶膠冷卻元件基本不影響氣溶膠生成制品的抽吸阻力。

41、氣溶膠冷卻元件可以包括多個縱向延伸的通道。多個縱向延伸的通道可以由片材材料限定，所述片材材料已經(jīng)歷卷曲、打褶、聚集和折疊中的一種或更多種，以形成通道。多個縱向延伸的通道可以由單個片材限定，所述單個片材已經(jīng)歷卷曲、打褶、聚集和折疊中的一種或更多種，以形成多個通道?？商娲?，多個縱向延伸的通道可以由多個片材限定，所述多個片材已經(jīng)歷卷曲、打褶、聚集和折疊中的一種或更多種，以形成多個通道。

42、在一些實施方式中，氣溶膠冷卻元件可以包括選自由以下組成的組中的材料聚集片：金屬箔、聚合物材料以及基本上無孔的紙或紙板。在一些實施方式中，氣溶膠冷卻元件可以包括選自由以下組成的組中的材料的聚集片：聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乳酸(pla)、乙酸纖維素(ca)和鋁箔。在優(yōu)選實施方式中，氣溶膠冷卻元件包括生物可降解材料的聚集片。例如，無孔紙的聚集片或可生物降解的聚合物材料(如聚乳酸)的聚集片。

43、氣溶膠冷卻元件可以由具有大約10平方毫米每毫克到大約100平方毫米每毫克重量之間的比表面面積的材料的聚集片形成。在一些實施方式中，氣溶膠冷卻元件可由具有大約35mm2/mg的比表面積的材料的聚集片層形成。

44、氣溶膠生成制品可以包括位于氣溶膠生成制品的口端處的煙嘴。煙嘴可以緊接地位于氣溶膠冷卻元件的下游，并且緊靠氣溶膠冷卻元件。煙嘴可以包括過濾嘴。過濾嘴可以由一種或更多種合適的過濾材料形成。許多這樣的過濾材料在本領(lǐng)域是已知的。在一個實施方式中，煙嘴可以包括由醋酸纖維素絲束形成的過濾嘴。

45、煙嘴可以具有在大約5mm與大約20mm之間的長度。在優(yōu)選的實施方式中，煙嘴具有大約14mm的長度。煙嘴可以具有在大約5mm與大約14mm之間的長度。在優(yōu)選的實施方式中，煙嘴具有大約7mm的長度。

46、氣溶膠生成制品的元件(例如，氣溶膠生成基質(zhì)和氣溶膠生成制品的任何其它元件，如支撐元件、氣溶膠冷卻元件和煙嘴)由外部包裝物包圍。外部包裝物由任何合適的材料或材料的組合形成。優(yōu)選的是，外包裝紙是香煙紙。

47、氣溶膠生成裝置用于說明與氣溶膠生成制品的氣溶膠生成基質(zhì)相互作用以生成氣溶膠的裝置。優(yōu)選地，氣溶膠生成裝置是吸煙裝置，其與氣溶膠生成制品的氣溶膠生成基質(zhì)相互作用以生成通過用戶的口直接可吸入用戶的肺中的氣溶膠。氣溶膠生成裝置可以是用于吸煙制品的固定器。

48、氣溶膠生成裝置的電源可以是任何適當(dāng)?shù)碾娫?，例如直流電壓源，比如電池。在一個實施方式中，電源是鋰離子電池?？商娲兀娫纯梢允擎嚱饘贇浠镫姵?、鎳鎘電池或鋰基電池，例如鋰鈷、磷酸鋰鐵、鈦酸鋰或鋰聚合物電池。

49、氣溶膠生成裝置的控制元件可以是簡單的開關(guān)?？商娲兀刂圃梢允请娐?，并且可以包括一個或多個微處理器或微控制器。

50、氣溶膠生成系統(tǒng)可能包括氣溶膠生成裝置以及一個或多個氣溶膠生成制品，氣溶膠生成裝置配置相應(yīng)數(shù)量的加熱腔室收容氣溶膠生成制品。

51、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

52、本發(fā)明將對計劃外物質(zhì)的降解反應(yīng)具有催化作用的催化劑加入氣溶膠生成基質(zhì)，可在氣溶膠生成基質(zhì)在被加熱生成氣溶膠時，利用加熱熱量同時對催化劑進行活化。本發(fā)明中的催化劑與計劃外物質(zhì)接觸充分，便于充分催化計劃外物質(zhì)的降解反應(yīng)。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，直接在加熱卷煙和加熱煙具中使用傳統(tǒng)卷煙的催化劑，其催化效果并不如傳統(tǒng)卷煙點燃抽吸時的效果，因為加熱煙具的溫度顯著低于卷煙燃燒溫度，如果采用本發(fā)明所發(fā)現(xiàn)的光催化劑，則可以有效提升催化效果。