CN109603772A - 一种用于消除空气中污染物的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气消毒灭菌技术领域，具体公开了一种用于消除空气中污染物的组合物，包括以下重量份数的成分：活性炭10‑20份、膨润土5‑10份、海泡石4‑6份、明胶10‑20份、壳聚糖4‑8份、植物提取物5‑20份、柠檬酸1‑5份、柠檬酸钠1‑5份、增稠剂0.5‑2份和香料1‑3份。本组合物中各组分起协同作用，活性炭、膨润土、海泡石的加入使得本组合物具有多孔结构，从而具备超强的吸附能力，能吸收空气中的尼古丁、焦油、PM2.5等污染物，植物提取物也能吸收分解吸烟产生的尼古丁等，从而降低尼古丁、焦油和PM2.5在空气中的聚集量，尽可能的消除室内空气中吸烟产生的污染物，减少二手烟对被动吸烟者的危害。

Description

一种用于消除空气中污染物的组合物
技术领域
本发明属于空气消毒灭菌技术领域，具体公开了一种用于消除空气中污染物的组合物。
背景技术
“吸烟有害健康”、“公共场合不能吸烟”是众人皆知、老生常谈的事情，但是公共场合还是经常会有很多人吸烟，尤其是在旅行乘车时，车厢呈密闭状态，空气不够流畅，周围有人吸烟的情况下，被动吸烟者深受其害，二手烟对被动吸烟者的危害一点也不比主动吸烟者轻，特别是对少年儿童的危害尤其严重。调查显示，在中国，被动吸烟的主要受害者是妇女和儿童，尽管她们自己并不吸烟，但经常在家庭、公共场所遭受他人的二手烟。除此之外，职场、会场等，也经常会成为二手烟泛滥的场所。虽然没有直接吸食香烟，可是吸入体内，仍能对身体造成危害。
所谓的二手烟，指的就是被动吸烟、环境烟草烟雾等，而且二手烟是最广泛、最严重的室内空气污染。据曾经有关研究发现，二手烟中含有焦油、氨、尼古丁、悬浮微粒、颗粒状物质(PM2.5)、钋-210等超过了4000多种有害的化学物质，以及数十种致癌物质。
因此，在无法离开二手烟环境的情况下，很多人会选择佩戴口罩，以阻挡二手烟。目前市场上销售的口罩种类主要有棉纱口罩、无纺布口罩、活性炭口罩、医用口罩以及N95等防颗粒口罩等，棉纱口罩和无纺布口罩虽然透气性好，能阻挡大颗粒的粉尘，但对PM2.5和尼古丁等化学物质几乎没有作用；活性炭口罩虽然可以有效吸附空气中的苯、甲醛等有害气体，但其吸附性较弱，也不能有效防尘；医用口罩使用经过严格消毒程序的医用纱布制成，能防毒灭菌，但其贴合性差，不能起到防尘作用；N95等防颗粒口罩在一定程度上能有效地防治PM2.5这些微小的颗粒，但这些口罩的透气性都较差，呼吸阻力大，长期佩戴有可能出现呼吸不畅，对于有呼吸道疾病的人群来说，这种口罩不宜长期佩戴，且这种口罩成本高、不能清洗也影响了其推广应用。
发明内容
本发明的目的在提供一种用于消除空气中污染物的组合物，以降低二手烟等空气污染物对人体的危害。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种用于消除空气中污染物的组合物，包括以下重量份数的成分：活性炭10-20份、膨润土5-10份、海泡石4-6份、明胶10-20份、壳聚糖4-8份、植物提取物5-20份、柠檬酸1-5份、柠檬酸钠1-5份、增稠剂0.5-2份和香料1-3份。
本基础方案的工作原理和有益效果在于：
1、本组合物中各组分起协同作用，活性炭、膨润土、海泡石的加入使得本组合物具有多孔结构，从而具备超强的吸附能力，能吸收空气中的尼古丁、焦油、PM2.5等污染物，植物提取物也能吸收分解吸烟产生的尼古丁等，从而降低尼古丁、焦油和PM2.5在空气中的聚集量，尽可能的消除室内空气中吸烟产生的污染物，减少二手烟对被动吸烟者的危害。
2、本组合物中，明胶、壳聚糖和增稠剂的运用使得活性炭、膨润土、海泡石、植物提取物的分子之间相互交联，从而更好地结合在一起，发挥作用；柠檬酸和柠檬酸钠的加入用于调节组合物的pH值，使得各成分之间能更好的融合。
进一步，所述植物提取物包括吸毒草提取物1-4份、芦荟提取物1-4份、吊兰提取物1-4份、鹅掌柴提取物1-4份和海藻提取物1-4份。
从上述几种植物中提取有效成分，通过它们之间的协同作用，能有效地净化空气，消毒杀菌。其中，吸毒草可将空气中吸烟产生的尼古丁转化为氧气和二氧化碳，还能吸收烟味异味，消毒杀菌；芦荟可以很好的吸收空气中的尼古丁和粉尘，净化室内空气；吊兰和鹅掌柴均能将空气中的氨、尼古丁、甲醛等有害物质吸收并分解成糖和氨基酸等无害物质；海藻中富含胶质、微量元素和矿物质，能抑制尼古丁对人体伤害。
进一步，所述增稠剂为羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或者二者的组合。羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素具有良好的增稠效果，能提高本组合物中各成分之间的融合性，保证它们有效发挥作用。
进一步，所述活性炭为改性活性炭。活性炭经过改性后，具有更强的吸附性能。
本发明还提供了一种用于消除空气中污染物的组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)活性炭的改性：称取活性炭加入3-5倍量的硝酸溶液中，加热反应1-2h，趁热过滤，用蒸馏水反复清洗至中性，然后干燥得到改性活性炭；
(2)植物提取物的制备：取植物的新鲜样品，用蒸馏水清洗干净后粉碎成汁液，将汁液干燥后，用乙醇为提取液，经过蒸馏得到馏出液，将馏出液浓缩后，冷冻干燥得到植物提取物；
(3)组合物的制备：称取明胶加入到5-10倍量的蒸馏水中，在50-60℃下溶解，然后依次加入膨润土、海泡石、壳聚糖、植物提取物、香料、改性活性炭、柠檬酸、柠檬酸钠、增稠剂，搅拌均匀后，离心干燥后得到组合物。
硝酸对活性炭表面官能团进行氧化改性，从而提高了活性炭表面含氧官能团的含量，增强活性炭表面的亲水性，且孔径变小，能吸附更小粒径的粉尘，从而具有更强的吸附性能；另外，通过蒸馏、浓缩、冷冻干燥的方式能从吸毒草等植物中提取出有效成分，而将膨润土、海泡石、壳聚糖、植物提取物和改性活性炭等加入到明胶溶液中，通过明胶的作用使得各成分能很好地融合在一起。
进一步，所述组合物经微粉化处理，粒径为300-400nm。组合物经过微粉化处理后成纳米级后，粒子的比表面积更小，能更好的发挥吸附作用。
本发明还提供了一种含有用于消除空气中污染物的组合物的口罩，包括口罩本体和与口罩本体两端连接的挂耳部，所述口罩本体为多层结构，口罩本体中设有含有组合物的吸附层。
本口罩中的吸附层含有本组合物后，对二手烟的阻隔效果更好；且组合物中的成分具有多孔结构，能保证良好的透气性，适于长时间佩戴。
进一步，所述口罩本体为三层结构，分别为第一外层、吸附层和第二外层，吸附层位于第一外层和第二外层之间。将组合物添加到吸附层中后，吸附层会偏硬，为了提高使用的舒适性和口罩的贴合性，将吸附层设置在第一外层和第二外层之间。
进一步，所述挂耳部为弹性带，弹性带与口罩本体一体成型。将挂耳部设置成弹性带能提高口罩的适用范围，
进一步，所述口罩本体的上下边缘呈V形，可使口罩本体更好地贴合脸部，保证其包裹性。
附图说明
图1为本发明实施例1中的口罩的正视图；
图2为图1中口罩本体的剖视图；
图3为本发明试验中试验箱的正向剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：口罩本体1、第一外层11、吸附层12、第二外层13、挂耳部2、箱体3、第一腔室31、第二腔室32、隔板4、通孔41、滑槽42、滑板5、抽气口6、采样口7。
实施例1：
一种用于消除空气中污染物的组合物，包括以下重量份数的成分：活性炭20份、膨润土10份、海泡石6份、明胶20份、壳聚糖6份、植物提取物20份、柠檬酸5份、柠檬酸钠5份、增稠剂1份和香料2份。其中，活性炭为改性活性炭，植物提取物包括吸毒草提取物4份、芦荟提取物4份、吊兰提取物4份、鹅掌柴提取物4份和海藻提取物4份，增稠剂为羟乙基纤维素，香料采用玫瑰精油。
上述组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)活性炭的改性：称取活性炭加入5倍量的硝酸溶液中，加热反应2h，趁热过滤，用蒸馏水反复清洗至中性，然后干燥得到改性活性炭；
(2)植物提取物的制备：取吸毒草、芦荟、吊兰、鹅掌柴和海藻植物的新鲜样品，用蒸馏水清洗干净后粉碎成汁液，将汁液干燥后，用乙醇为提取液，经过蒸馏得到馏出液，将馏出液浓缩后，冷冻干燥得到植物提取物；
(3)组合物的制备：称取明胶加入到10倍量的蒸馏水中，在60℃下溶解，然后依次加入膨润土、海泡石、壳聚糖、植物提取物、香料、改性活性炭、柠檬酸、柠檬酸钠、增稠剂，搅拌均匀后，离心干燥后得到组合物，最后将组合物微粉化处理，粒径为350nm。
上述组合物的使用方式可采用以下两种方式：
1、将组合物制作成喷雾剂使用，具体实施过程为：将组合物均匀分散40％乙醇中，然后均匀喷洒到空气中。
2、将组合物应用到口罩上，具体实施过程为：如图1和图2所示的一种含有上述组合物的口罩，包括口罩本体1和与口罩本体1两端连接的挂耳部2，口罩本体1为多层结构，口罩本体1的上下边缘呈V形，具体的，本实施例中的口罩本体1为三层结构，分别为第一外层11、吸附层12和第二外层13，吸附层12位于第一外层11和第二外层13之间，吸附层12中含有上述组合物，具体的，将组合物均匀分散于无水乙醇中，然后均匀喷洒于吸附层12上，待乙醇挥发后，即吸附层12干燥后，再将吸附层12放入第一外层11和第二外层13之间；挂耳部2为具有一定拉伸长度的弹性带，弹性带与口罩本体1一体成型。
实施例2：
一种用于消除空气中污染物的组合物，包括以下重量份数的成分：活性炭16份、膨润土8份、海泡石5份、明胶15份、壳聚糖8份、植物提取物17份、柠檬酸4份、柠檬酸钠3份、增稠剂0.5份和香料3份。其中，活性炭为改性活性炭，植物提取物包括吸毒草提取物3份、芦荟提取物3份、吊兰提取物3份、鹅掌柴提取物4份和海藻提取物4份，增稠剂为羟丙基甲基纤维素，香料采用玫瑰精油。
上述组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)活性炭的改性：称取活性炭加入4倍量的硝酸溶液中，加热反应1.5h，趁热过滤，用蒸馏水反复清洗至中性，然后干燥得到改性活性炭；
(2)植物提取物的制备：取吸毒草、芦荟、吊兰、鹅掌柴和海藻植物的新鲜样品，用蒸馏水清洗干净后粉碎成汁液，将汁液干燥后，用乙醇为提取液，经过蒸馏得到馏出液，将馏出液浓缩后，冷冻干燥得到植物提取物；
(3)组合物的制备：称取明胶加入到8倍量的蒸馏水中，在55℃下溶解，然后依次加入膨润土、海泡石、壳聚糖、植物提取物、香料、改性活性炭、柠檬酸、柠檬酸钠、增稠剂，搅拌均匀后，离心干燥后得到组合物，最后将组合物微粉化处理，粒径为400nm。
此外，本实施例中组合物的使用方法与实施例1相同。
实施例3：
一种用于消除空气中污染物的组合物，包括以下重量份数的成分：活性炭10份、膨润土5份、海泡石4份、明胶10份、壳聚糖4份、植物提取物5份、柠檬酸1份、柠檬酸钠1份、增稠剂2份和香料1份。其中，活性炭为改性活性炭，植物提取物包括吸毒草提取物1份、芦荟提取物1份、吊兰提取物1份、鹅掌柴提取物1份和海藻提取物1份，增稠剂为1份羟乙基纤维素和1份羟丙基甲基纤维素，香料采用玫瑰精油。
上述组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)活性炭的改性：称取活性炭加入3倍量的硝酸溶液中，加热反应1h，趁热过滤，用蒸馏水反复清洗至中性，然后干燥得到改性活性炭；
(2)植物提取物的制备：取吸毒草、芦荟、吊兰、鹅掌柴和海藻植物的新鲜样品，用蒸馏水清洗干净后粉碎成汁液，将汁液干燥后，用乙醇为提取液，经过蒸馏得到馏出液，将馏出液浓缩后，冷冻干燥得到植物提取物；
(3)组合物的制备：称取明胶加入到5倍量的蒸馏水中，在50℃下溶解，然后依次加入膨润土、海泡石、壳聚糖、植物提取物、香料、改性活性炭、柠檬酸、柠檬酸钠、增稠剂，搅拌均匀后，离心干燥后得到组合物，最后将组合物微粉化处理，粒径为300nm。
此外，本实施例中组合物的使用方法与实施例1相同。
对比例1：
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中的活性炭未经过改性处理。
对比例2：
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不含有膨润土和海泡石。
对比例3：
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不含有植物提取物。
对比例4：
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不含有活性炭、膨润土、海泡石和植物提取物。
试验：
1、实验装置：如图3所示的用于测试组合物的使用效果的试验箱，包括箱体3，箱体3中间设有隔板4，隔板4将箱体3分为密封的第一腔室31和第二腔室32，第一腔室31和第二腔室32均设有可开合的密封门(图中未示出)，而为了便于观察，箱体3和隔板4均可以采用玻璃制成；隔板4上设有通孔41和滑槽42，通孔41将第一腔室31和第二腔室32连通，滑槽42中密封滑动连接有滑板5，滑板5用于将通孔41堵住；第二腔室32的外壁上设有抽气口6，抽气口6连接有抽气机(图中未示出)，第一腔室31和第二腔室32的外壁上均设有采样口7。
2、实验方法：用实施例1中的组合物制作吸附层12，然后将吸附层12贴在第二腔室32中的通孔41处，确保吸附层12完全封住通孔41后，将3根香烟点然后立即放入第一腔室31中；待香烟燃尽后，采用尼古丁主动式采样器从采样口7抽取第一腔室31中的空气，让空气中的尼古丁吸附在尼古丁主动式采样器中被处理过的吸收膜上，然后在分析实验室对吸收膜样品进行检测，得到第一腔室31中尼古丁的含量，结果如表1所示。
拉动滑板5使其向上运动，使隔板4不再挡住通孔41，并启动抽风机抽走第二腔室32中的空气，此时第一腔室31中的空气就会被迫进入第二腔室32中，并经过吸附层12的过滤；10分钟后，关闭抽气机，采用尼古丁主动式采样器从采样口7抽取第二腔室32中的空气，让空气中的尼古丁吸附在尼古丁主动式采样器中被处理过的吸收膜上，然后在分析实验室对吸收膜样品进行检测，得到第二腔室32中尼古丁的含量，结果如表1所示。
采用实施例2-3以及对比例1-4中的组合物制作吸附层12，根据上述同样的方法检测尼古丁含量，结果如表1所示。
空白对照组：采用市面上购买的活性炭口罩替换吸附层12，进行上述同样的方法检测尼古丁含量，结果如表1所示。
3、实验结果
表1尼古丁含量检测结果(单位：μg/m3)
4、结论
4.1由表1所述的数据分析可知，使用实施例1-3中的组合物制成的吸附层12与使用对比例1-4中的组合物制成的吸附层12以及空白对照组中的活性炭口罩相比，实施例1-3中采样检测后第二腔室中的尼古丁含量更低，说明实施例1-3中的组合物对尼古丁的吸附能力更强，由此可见本组合物对由吸烟产生的空气污染物有很好的消除效果。
4.2对比实施例1与对比例1的数据可知，实施例1中采样检测后第二腔室中的尼古丁含量更低，说明实施例1中的组合物对尼古丁的吸附能力更强，由此可见，将活性炭改性处理后，组合物的吸附能力增强，对由吸烟产生的空气污染物有很好的消除效果，
4.3对比实施例1与对比例2的数据可知，实施例1中采样检测后第二腔室中的尼古丁含量更低，说明实施例1中的组合物对尼古丁的吸附能力更强，由此可见，加入膨润土和海泡石后，组合物的吸附能力增强，对由吸烟产生的空气污染物有很好的消除效果。
4.4对比实施例1与对比例3的数据可知，实施例1中采样检测后第二腔室中的尼古丁含量更低，说明实施例1中的组合物对尼古丁的吸附能力更强，由此可见，加入植物提取物后，组合物的吸附能力增强，对由吸烟产生的空气污染物有很好的消除效果。
4.5对比实施例1与对比例4的数据可知，实施例1中采样检测后第二腔室中的尼古丁含量更低，说明实施例1中的组合物对尼古丁的吸附能力更强，由此可见，活性炭、膨润土、海泡石和植物提取物的协同作用下，组合物的吸附能力增强，对由吸烟产生的空气污染物有很好的消除效果。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的实验步骤、具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明配方、方法和结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种用于消除空气中污染物的组合物，其特征在于：包括以下重量份数的成分：活性炭10-20份、膨润土5-10份、海泡石4-6份、明胶10-20份、壳聚糖4-8份、植物提取物5-20份、柠檬酸1-5份、柠檬酸钠1-5份、增稠剂0.5-2份和香料1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种用于消除空气中污染物的组合物，其特征在于：所述植物提取物包括吸毒草提取物1-4份、芦荟提取物1-4份、吊兰提取物1-4份、鹅掌柴提取物1-4份和海藻提取物1-4份。
3.根据权利要求2所述的一种用于消除空气中污染物的组合物，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或者二者的组合。
4.根据权利要求3所述的一种用于消除空气中污染物的组合物，其特征在于：所述活性炭为改性活性炭。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于消除空气中污染物的组合物，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
(1)活性炭的改性：称取活性炭加入3-5倍量的硝酸溶液中，加热反应1-2h，趁热过滤，用蒸馏水反复清洗至中性，然后干燥得到改性活性炭；
(2)植物提取物的制备：取植物的新鲜样品，用蒸馏水清洗干净后粉碎成汁液，将汁液干燥后，用乙醇为提取液，经过蒸馏得到馏出液，将馏出液浓缩后，冷冻干燥得到植物提取物；
(3)组合物的制备：称取明胶加入到5-10倍量的蒸馏水中，在50-60℃下溶解，然后依次加入膨润土、海泡石、壳聚糖、植物提取物、香料、改性活性炭、柠檬酸、柠檬酸钠、增稠剂，搅拌均匀后，离心干燥后得到组合物。
6.根据权利要求5所述的一种用于消除空气中污染物的组合物，其特征在于：所述组合物经微粉化处理，粒径为300-400nm。
7.一种含有如权利要求1-4中任一项中所述的用于消除空气中污染物的组合物的口罩，其特征在于：包括口罩本体和与口罩本体两端连接的挂耳部，所述口罩本体为多层结构，口罩本体中设有含有组合物的吸附层。
8.根据权利要求7所述的口罩，其特征在于：所述口罩本体为三层结构，分别为第一外层、吸附层和第二外层，吸附层位于第一外层和第二外层之间。
9.根据权利要求8所述的口罩，其特征在于：所述挂耳部为弹性带，弹性带与口罩本体一体成型。
10.根据权利要求9所述的口罩，其特征在于：所述口罩本体的上下边缘呈V形。
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