CN105231528A - 一种口罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种口罩，所述口罩具备催化剂结构层。雾霾空气经过本发明所述口罩之后，PM2.5颗粒、氮氧化物及硫氧化物都降低到极低水平，有效保护了呼吸健康。

Description

一种口罩

技术领域

本发明涉及口罩技术领域，具体涉及一种防治雾霾的口罩。

背景技术

雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。

霾，也称灰霾(烟雾)空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。将目标物的水平能见度在1000-10000米的这种现象称为轻雾或霭(Mist)。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100％就可能出现饱和)。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色和灰色。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。

雾霾对人体产生的危害如下：

(1)对呼吸系统的影响

霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气化学颗粒物质。其中有害健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子、燃料和汽车废气等，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺泡中。尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症。对于支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病患者，雾霾天气可使病情急性发作或急性加重。如果长期处于这种环境还会诱发肺癌。

(2)对心血管系统的影响

雾霾天对人体心脑血管疾病的影响也很严重，会阻碍正常的血液循环，导致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。

除雾霾对空气产生影响之外，装修、工矿业、汽车尾气产生的有机物污染，比如甲醛、硫氧化物、氮氧化物等，也对空气产生了巨大的污染，同样导致了空气质量的下降，影响了人们的身体健康。

目前的去处空气污染的方式，多是借助活性炭吸附等物理吸附形式，这种去处污染的方式，见效慢，且不能将有机污染物分解，也不能显著降低雾霾，因此受限较多。

尽管出现一些利用化学方式净化室内空气的手段，比如利用各种化学试剂或者催化剂等，但其一般需要较高温度，对使用环境限制也较多。

目前，常见的口罩一般采用纤维布或纤维布夹杂活性炭层，来过滤空气。

CN104983095A公开了一种防雾霾无呼吸阻力口罩，其特征在于，包括罩壳，所述罩壳为中间部位隆起的壳体，所述罩壳由内到外依次设有吸气室和储气室，所述吸气室的顶端设有雾霾过滤网，所述吸气室包括气缸、活塞、曲柄和连杆，所述气缸与所述曲柄相连，所述曲柄连接所述连杆，所述连杆与活塞连接，且所述活塞上安装有第三单向通气阀；所述储气室包括上端盖和下端盖，所述上端盖为靠近所述吸气室的一侧，所述上端盖和下端盖分别设有第一单向通气阀和第二单向通气阀；所述罩壳的外表面的上部设有马达，所述马达与电源相连；所述罩壳外表面的下侧设有若干出气孔。

CN104921345A公开了一种防PM2.5口罩，包括口罩本体，所述口罩本体包括表层、中间层和里层，其特征在于：所述表层为第一全面面料，所述中间层为重量每平方米50g的熔喷非织造布，所述里层为第二全棉面料，所述第一全棉面料与熔喷非织造布之间设有过滤层，所述第二全棉面料与熔喷非织造布之间设有保温层，所述第一全棉面料与第二全棉面料之间通过包边连接。

现有技术的防雾霾口罩，均是通过过滤或吸附的作用来净化空气，但空气中的有机污染物、氮氧化物或硫氧化物却不能通过过滤或吸附去除。

发明内容

本发明的目的在于提出一种防治雾霾的口罩，该口罩可以净化雾霾空气，并将空气中的有机污染物、硫氧化物和氮氧化物快速分解，能有效保护使用者的呼吸系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防治雾霾的口罩，其包括至少覆盖佩戴者口、鼻的口罩本体，其具有与佩戴者皮肤接触的内接触层以及远离内接触层一侧设置的表层，内接触层与表层之间设置有过滤结构；设置于口罩本体的挂接元件；口罩本体的表层、内接触层相互接触的边缘结构周向设置封闭结构，从而形成一个装设过滤结构的夹层空间，由表层、内接触层、封闭结构形成的夹层空间具有横向布置的拉链开启结构；其中，所述过滤结构至少包括：无纺布结构层；结合于无纺布结构层的催化剂结构层；结合于催化剂结构层的玻璃纤维过滤层；结合于玻璃纤维过滤层的无纺布层；所述催化剂结构层含有催化剂组合物，其特征在于，

所述组合物包括如下组分，

A)6％-20％的Al₂O₃负载的Ce/Zr复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Ce:Zr为1:(0.05-0.1):(0.05-0.1)；

B)3％-8％的V₂O₅/(MoO₃)_0.4(WO₃)_0.6/TiO₂复合氧化物，其中V:Mo:W:Ti的摩尔比为(0.5-2):0.4:0.6:1；

C)余量的ZSM-5分子筛。

本发明通过选取特定组分A和组分B，使得该组合物产生协同效应，该组合物对雾霾的防治有效率达到100％，同时活性高，室温下即能起到催化作用，将空气中的甲醛、苯等有机物降解称为二氧化碳，并将对人体有害的硫氧化物、氮氧化物催化氧化为较高价态，进而用活性炭吸附，将各种污染物降低至ppm级，使得该催化剂产生协同效应。拉链开启结构构成的口罩，方便放入防PM2.5的催化剂结构层，将其应用于口罩，在呼吸时使得其温度在25-37℃左右，达到最佳工作范围，雾霾空气经过所述口罩之后，PM2.5颗粒、有机污染物(甲醛、苯等)氮氧化物及硫氧化物都降低到极低水平，有效保护了呼吸健康。

具体实施方式

本发明通过下述实施例对本发明的口罩进行说明。

实施例1

通过简单混合得到组合物，所述组合物如下组分，

A)10％的Al₂O₃负载的Ce/Zr复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Ce:Zr为1:0.08:0.08；

B)5％的V₂O₅/(MoO₃)_0.4(WO₃)_0.6/TiO₂复合氧化物，其中V:Mo:W:Ti的摩尔比为2:0.4:0.6:1；

C)余量的ZSM-5分子筛。

打开拉链开启结构，放入所述催化剂形成催化剂结构层。进而按照如下结构制备得到本发明的口罩。包括至少覆盖佩戴者口、鼻的口罩本体，其具有与佩戴者皮肤接触的内接触层以及远离内接触层一侧设置的表层，内接触层与表层之间设置有过滤结构；设置于口罩本体的挂接元件；口罩本体的表层、内接触层相互接触的边缘结构周向设置封闭结构，从而形成一个装设过滤结构的夹层空间，由表层、内接触层、封闭结构形成的夹层空间具有横向布置的拉链开启结构；其中，所述过滤结构至少包括：无纺布结构层；结合于无纺布结构层的催化剂结构层；结合于催化剂结构层的玻璃纤维过滤层；结合于玻璃纤维过滤层的无纺布层。

在PM2.5为550时测试，将所述污染空气以接近呼吸速度的1米/秒的速度通过所述口罩，测试经口罩处理的空气，其PM2.5值为0，有机污染物、氮氧化物和硫氧化物的含量均降到0.01毫克/立方米以下，远远小于GB/T18883-2002规定的室内空气质量标准的要求。

对比例1

组分A含量15％，不含组分B，其余条件不变，1小时后的PM2.5值为21，有机污染物、氮氧化物和硫氧化物的含量在0.5毫克/立方米以上。

对比例2

组分B含量15％，不含组分A，其余条件不变，1小时后的PM2.5值为31，有机污染物、氮氧化物和硫氧化物的含量在0.5毫克/立方米以上。

对比例3

将组分C的ZSM-5分子筛替换为三氧化二铝，其余条件不变，1小时后的PM2.5值为18，有机污染物浓度为0.1毫克/立方米左右。

上述实施例及对比例说明，在室温佩戴的条件下，单独的组分A和组分B，均达不到组分A和组分B联用的效果，说明本发明的组合物A和B组分之间存在特定的联系，其产生了协同效应。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的口罩，但本发明并不局限于上述特定口罩，即不意味着本发明必须依赖上述详细催化剂才能实施所述口罩。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种防治雾霾的口罩，其包括至少覆盖佩戴者口、鼻的口罩本体，其具有与佩戴者皮肤接触的内接触层以及远离内接触层一侧设置的表层，内接触层与表层之间设置有过滤结构；设置于口罩本体的挂接元件；口罩本体的表层、内接触层相互接触的边缘结构周向设置封闭结构，从而形成一个装设过滤结构的夹层空间，由表层、内接触层、封闭结构形成的夹层空间具有横向布置的拉链开启结构；其中，所述过滤结构至少包括：无纺布结构层；结合于无纺布结构层的催化剂结构层；结合于催化剂结构层的玻璃纤维过滤层；结合于玻璃纤维过滤层的无纺布层；所述催化剂结构层含有催化剂组合物，其特征在于，

所述组合物包括如下组分，

A)6％-20％的Al₂O₃负载的Ce/Zr复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Ce:Zr为1:(0.05-0.1):(0.05-0.1)；

B)3％-8％的V₂O₅/(MoO₃)_0.4(WO₃)_0.6/TiO₂复合氧化物，其中V:Mo:W:Ti的摩尔比为(0.5-2):0.4:0.6:1；

C)余量的ZSM-5分子筛。