CN107803226A - 一种臭氧分解催化剂及具有它的空气净化口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种臭氧分解催化剂及具有它的空气净化口罩。具体的说，是炭纤维的表面负载了常温可催化分解臭氧的TiO2/MnO2复合催化剂；空气净化口罩，包括：内部设置初级过滤网，并填充臭氧分解催化剂的过滤功能主机；通过空气导管和过滤功能主机相连的口罩。本发明具有较好的用户体验，且空气过滤效果好，方便携带，易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有空气净化功能的口罩，具体涉及一种臭氧分解催化剂及具有它的空气净化口罩。
背景技术
当前环境污染不容乐观，尤其在雾霾天气的情况下，人们非常关注大气污染对健康的影响，在出行时往往佩戴防护口罩。现有口罩中大多数为被动式，基本由口罩主体和系带组成，为增强防霾阻尘效果，提高了口罩主体的密封性，却导致口罩的换气性能降低，增加了呼吸阻力，也造成呼出气体和吸入气体混杂，让佩戴者每次呼吸时大大减少了氧气吸入量，不仅降低了舒适度，甚至还影响了健康。为克服上述问题，授权公告号为CN205516050U、CN205434738U等实用新型专利提供了一类主动式防霾口罩，包括微型空气净化器、空气导管和口罩体等组成，但这类主动式防霾口罩虽然解决了佩戴被动式防护口罩呼吸换气性能差，呼出气体和吸入气体的混杂等问题，使呼吸畅通，提高了佩戴的舒适性，也能有效防止空气中PM2.5等有害物质被吸入人体，但这类口罩的风是直接冲向人的口鼻位置，尤其是在雾霾多发的寒冷冬天，冷空气对吹着鼻腔容易导致佩戴者伤风感冒。而针对主动式防霾口罩的上述问题，申请号为CN107232664A的发明专利，提供了一种防霾口罩，口罩本体内安装有滤网、涡轮风机、柔性片和涡轮风机外周的导风墙，试图使过滤后的清新空气以一种柔和的方式进入到口鼻位置，来提高呼吸的舒适感，但在寒冷的天气下，柔和的风依然是寒冷的，佩戴者还是难于避免伤风感冒。为了提高除霾效果授权公告号为CN205434738U的实用新型专利、申请号为CN106666870A的发明专利等还应用了负离子技术及静电除尘技术，这些技术在提高除霾效果的同时还会产生一定浓度的臭氧，长期吸入臭氧会对人们身体健康造成不良影响，迫切需要加以改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种臭氧分解催化剂及具有它的空气净化口罩。本发明具有较好的用户体验，且空气过滤效果好，方便携带，易于推广。
为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种臭氧分解催化剂，包括以下制备步骤：
S1：将碳纤维浸泡于丙酮中；
S2：取步骤S1中浸泡过后的碳纤维，并烘干；
S3：制备0.25g/L-2g/L浓度的纤维素钠水溶液；
S4：将5-6份的二氧化锰和3-4份的二氧化钛粉末混合物，加入至步骤S3中的纤维素钠水溶液，并振荡；
S5：将步骤S2中烘干后的碳纤维放入步骤S4中的溶液中，并振荡；
S6：取出步骤S5中的碳纤维，烘干即得臭氧分解催化剂。
进一步，所述步骤S3中的纤维素钠水溶液的制备方法，包括以下步骤：
T1：称取0.05～0.5g纤维素钠固体；
T2：将步骤T1中的纤维素钠固体放入200mL水中；
T3：在80-90℃水中进行水浴加热，并不断搅拌至溶解；
T4：放冷至室温，即得0.25g/L-2g/L浓度的纤维素钠水溶液。
一种空气净化口罩，包括：
过滤功能主机，内部设置初级过滤网，并填充臭氧分解催化剂；
口罩，通过空气导管和过滤功能主机相连。
进一步，所述过滤功能主机两侧分别设置有进气口和出气口，所述初级过滤网设置于进气口位置，所述空气导管连接至出气口位置。
进一步，所述过滤功能主机内部设置负离子发生器，且负离子发生器靠近于初级过滤网位置，设置一级过滤膜将负离子发生器和所述出气口隔开。
进一步，所述过滤功能主机内部设置加热器，且加热器靠近于所述一级过滤膜位置，设置二级过滤膜将加热器和所述出气口隔开。
进一步，所述过滤功能主机内部设置空气泵，且空气泵位于所述二级过滤膜和出气口之间。
作为本发明的优选，所述加热器为高密齿铝合金加热器，高密齿铝合金加热器具有齿厚0.8mm、齿间距1.5mm的多个齿，齿间填充所述臭氧分解催化剂；高密齿铝合金加热器上贴设加热帖。
进一步，所述口罩上设置空气入口，所述空气导管一端连接至过滤功能主机，另一端连接至空气入口。
进一步，所述空气入口下设置气流罩，气流罩下设置有开口不朝向口鼻的空气导流片。
进一步，所述过滤功能主机内部设置有电池、开关、电源处理电路以及充电口。
本发明的有益效果在于：
1)本发明设计了具有负离子发生器的功能主机，能够有效过滤空气中的PM2.5等雾霾颗粒。
2)本发明设计提供了一种臭氧的分解催化剂，不仅能够分解负离子发生器电离所产生的臭氧，还可以将臭氧转化为氧气，提高了净化效果。
3)本发明设计了加热装置，是的提供了最佳吸入温度，一定程度上防止了用户因为冷空气的吸入导致的感冒。
4)本发明的功能主机内含有空气泵，能够保证空气快速过滤净化，且保证用户呼吸顺畅。
综上，本发明具有较好的用户体验，且空气过滤效果好，方便携带，易于推广。
附图说明
图1是本发明的空气净化口罩的整体结构示意图；
图2是本发明的高密齿铝合金加热器结构示意图；
图3是本发明贴有发热贴时，口罩内空气随时间的变化图；
图4是本发明的空气中臭氧浓度去除率示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种臭氧分解催化剂，包括以下制备步骤：
S1：将碳纤维浸泡于丙酮中；具体的，可将碳纤维浸泡于丙酮中，12h后取出洗净晾干，在烘箱中100℃烘干备用。
S2：取步骤S1中浸泡过后的碳纤维，并烘干；
S3：制备0.25g/L-2g/L浓度的纤维素钠水溶液；
S4：将5-6份的二氧化锰和3-4份的二氧化钛粉末混合物，加入至步骤S3中的纤维素钠水溶液，并振荡；
S5：将步骤S2中烘干后的碳纤维放入步骤S4中的溶液中，并振荡；具体的，可按质量比二氧化锰∶二氧化钛为(8～2)∶(8～2)，优选6∶4比例将二氧化锰、二氧化钛粉末混合后，倒入纤维素钠溶液中，并在超声振荡仪中振荡30min。
S6：取出步骤S5中的碳纤维，烘干即得臭氧分解催化剂。具体的将处理好已烘干的炭纤维浸泡于制备好的二氧化锰、二氧化钛纤维素钠溶液中，并用超声振荡仪振荡30min后，将碳纤维取出，晾干，放入烘箱中100℃下烘干1h，放冷至室温备用。
进一步，所述步骤S3中的纤维素钠水溶液的制备方法，包括以下步骤：
T1：称取0.05～0.5g纤维素钠固体；
T2：将步骤T1中的纤维素钠固体放入200mL水中；
T3：在80-90℃水中进行水浴加热，并不断搅拌至溶解；
T4：放冷至室温，即得0.25g/L-2g/L浓度的纤维素钠水溶液。
一种空气净化口罩，如图1所示，包括：
过滤功能主机，内部设置初级过滤网1，并填充臭氧分解催化剂401；
口罩15，通过空气导管14和过滤功能主机相连。
进一步，所述过滤功能主机两侧分别设置有进气口和出气口8，所述初级过滤网1设置于进气口位置，所述空气导管14连接至出气口8位置。初级过滤网1作为空气的进气口。可有效去除空气中的可视固体颗粒，实现了初级的大颗粒物过滤作用。
进一步，所述过滤功能主机内部设置负离子发生器2，且负离子发生器靠近于初级过滤网位置，设置一级过滤膜3将负离子发生器和所述出气口隔开。负离子发生器可有效产生负离子，是的空气中的PM2.5等雾霾颗粒产生聚合。作为本发明的一种优选的实施方案，一级过滤膜3和下述的二级过滤膜6可选用静电无纺布，用于过滤掉聚合后的雾霾颗粒。
进一步，所述过滤功能主机内部设置加热器4，且加热器4靠近于所述一级过滤膜3位置，设置二级过滤膜6将加热器和所述出气口8隔开。
进一步，所述过滤功能主机内部设置空气泵7，且空气泵7位于所述二级过滤膜和出气口8之间。由于本发明的过滤功能主机内设置有较多过滤网和过滤膜，故通过本空气泵7的设计，可以使得空气保证畅通，快速为用户过滤出新鲜的空气，使得呼吸顺畅。作为本发明的优选方案，所述空气泵7可选择微型真空泵或涡轮风扇。
作为本发明的优选，所述加热器4为高密齿铝合金加热器，如图2所示，高密齿铝合金加热器具有齿厚0.8mm、齿间距1.5mm的多个齿，齿间填充所述臭氧分解催化剂401；高密齿铝合金加热器上贴设加热帖5。臭氧分解催化剂，能有效分解负离子发生器产生的，以及空气中的臭氧，且将臭氧转化为氧气。如图3所示，在高密齿铝合金加热器上设置自发热的热帖时，不仅能够提高臭氧分解催化剂的活性，还能够对空气进行加热，以防用户吸入冷空气，从图3可以看出，本发明的高密齿铝合金加热器能有效是的自发热的加热帖持续发热，并维持温度恒定，在一定程度上，也防止了用户因为冷空气吸入而导致的感冒。如图4所示，可以看出，本发明的加热器加上臭氧分解催化剂对臭氧的分解率情况。
进一步，所述口罩15上设置空气入口18，所述空气导管14一端连接至过滤功能主机，另一端连接至空气入口18。作为本发明的一种优选的实施方案，所述空气导管可优选硅橡胶管或聚乙烯波纹管。
进一步，所述空气入口下设置气流罩16，气流罩下设置有开口不朝向口鼻的空气导流片17。气流罩将空气导管内的空气导入至口罩内，通过空气导流片的设计，可以使得空气分流而不至于直接吹向用户的口鼻，提升了用户体验。
进一步，所述过滤功能主机内部设置有电池10、开关11、电源处理电路12以及充电口13。可充电电池10通过电源变换及电源处理电路12为负离子发生器2和空气泵7提供电源，开关11可作为电源开关和空气泵流量控制，通过充电口13可为电池10充电，电源变换及控制电路12可防止电池10过充、放电。
作为本发明的优选，可在本净化功能主机上设置绷带或挂钩，以将本主机固定至用户臂膀或腰间，方便携带。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种臭氧分解催化剂，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1：将碳纤维浸泡于丙酮中；
S2：取步骤S1中浸泡过后的碳纤维，并烘干；
S3：制备0.25g/L-2g/L浓度的纤维素钠水溶液；
S4：将5-6份的二氧化锰和3-4份的二氧化钛粉末混合物，加入至步骤S3中的纤维素钠水溶液，并振荡；
S5：将步骤S2中烘干后的碳纤维放入步骤S4中的溶液中，并振荡；
S6：取出步骤S5中的碳纤维，烘干即得臭氧分解催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种臭氧分解催化剂，其特征在于，所述步骤S3中的纤维素钠水溶液的制备方法，包括以下步骤：
T1：称取0.05～0.5g纤维素钠固体；
T2：将步骤T1中的纤维素钠固体放入200mL水中；
T3：在80-90℃水中进行水浴加热，并不断搅拌至溶解；
T4：放冷至室温，即得0.25g/L-2g/L浓度的纤维素钠水溶液。
3.一种空气净化口罩，其特征在于，包括：
过滤功能主机，内部设置初级过滤网，并填充臭氧分解催化剂；
口罩，通过空气导管和过滤功能主机相连。
4.根据权利要求3所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述过滤功能主机两侧分别设置有进气口和出气口，所述初级过滤网设置于进气口位置，所述空气导管连接至出气口位置。
5.根据权利要求4所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述过滤功能主机内部设置负离子发生器，且负离子发生器靠近于初级过滤网位置，设置一级过滤膜将负离子发生器和所述出气口隔开。
6.根据权利要求5所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述过滤功能主机内部设置加热器，且加热器靠近于所述一级过滤膜位置，设置二级过滤膜将加热器和所述出气口隔开。
7.根据权利要求6所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述过滤功能主机内部设置空气泵，且空气泵位于所述二级过滤膜和出气口之间。
8.根据权利要求6所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述加热器为高密齿铝合金加热器，高密齿铝合金加热器具有齿厚0.8mm、齿间距1.5mm的多个齿，齿间填充所述臭氧分解催化剂；高密齿铝合金加热器上贴设加热帖。
9.根据权利要求3所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述口罩上设置空气入口，所述空气导管一端连接至过滤功能主机，另一端连接至空气入口；
所述空气入口下设置气流罩，气流罩下设置有开口不朝向口鼻的空气导流片。
10.根据权利要求3所述的一种空气净化口罩，其特征在于，所述过滤功能主机内部设置有电池、开关、电源处理电路以及充电口。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711176545.8A Pending CN107803226A (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种臭氧分解催化剂及具有它的空气净化口罩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107803226A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111841565A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 湖南艾凯环保科技有限公司 | 一种常温除臭氧催化材料 |
| CN113663241A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-19 | 浙江每刻爱尔空气净化科技有限公司 | 一种便携式清风面罩装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232886A (en) * | 1988-11-28 | 1993-08-03 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd. | Catalysts and methods for ozone decomposition |
| JPH0889811A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-09 | Toyobo Co Ltd | オゾン分解触媒およびその製造方法 |
| CN205434738U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-08-10 | 江苏师范大学 | 一种新型防霾口罩 |
-
2017
- 2017-11-22 CN CN201711176545.8A patent/CN107803226A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232886A (en) * | 1988-11-28 | 1993-08-03 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd. | Catalysts and methods for ozone decomposition |
| JPH0889811A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-09 | Toyobo Co Ltd | オゾン分解触媒およびその製造方法 |
| CN205434738U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-08-10 | 江苏师范大学 | 一种新型防霾口罩 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 夏俊涛;林育锦;毕小林;孟庆华;: "一种新型防雾霾口罩设计与研究", 中国个体防护装备, no. 04 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111841565A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 湖南艾凯环保科技有限公司 | 一种常温除臭氧催化材料 |
| CN113663241A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-19 | 浙江每刻爱尔空气净化科技有限公司 | 一种便携式清风面罩装置 |
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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