CN111938240A - 一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,该活性炭防护口罩包括口罩本体以及设于口罩本体两侧的耳带,所述的口罩本体呈层叠结构,包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层、含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层、熔喷布层以及第二无纺布层。与现有技术相比,本发明通过在活性炭纤维布层添加氮化碳纳米片,极大地提高了防护口罩的抗菌杀毒效果,能更好地保护使用者的生命健康,并且简单实用,便于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于卫生保健技术领域,涉及一种口罩,尤其涉及一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩。
背景技术
口罩是人类用于防止传染病、防尘极为普遍的用品,目前市面上人们主要所用的是一次性医用防护口罩、医用外科口罩以及医用防护口罩。以上三种口罩对于粉尘、颗粒物的防护比较有效,但其抗菌杀毒、除臭滤菌等效果一般,特别是对由呼吸道传播的多种病菌的阻隔效果差,难以起到很好的防菌杀毒功效,无法杜绝细菌病毒的交叉感染。如何提高日常所用的防护性口罩的杀菌性能是本领域急需解决的技术问题。
中国专利CN201720151397.3公开了一种整体式光催化空气净化口罩,:口罩本体;所述口罩本体包括靠近面部的依次为前端过滤层、透光层、整体式光催化层、中间过滤层和后端过滤层;所述整体式光催化层采用可见光型改性之后的二氧化钛,铋系氧化物,非金属光催化材料其中的一种或多种材料。本实用新型通过光催化氧化降解达到对甲醛、苯类等有机废气的去除目的;同时能够循环降解,延长整体式光催化材料使用寿命,降低使用成本。但同时该专利也具有以下不足:1)其口罩依次为前段过滤层、HEPA层、整体式光催化层、活性炭吸附层、后端过滤层,多层结构复杂,制备困难,并且厚重,舒适感较差;2)其前后两端过滤层外层均为双层过滤棉网,难以满足高效率过滤粉尘和便于呼吸顺畅的双重要求:若制备较为致密的棉网,则会致使呼吸不畅;若便于人们呼吸,其过滤粉尘的效果又会有所影响。
发明内容
本发明的目的就是提供一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,用于解决现有口罩中抗菌杀毒性能较差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,该活性炭防护口罩包括口罩本体以及设于口罩本体两侧的耳带,所述的口罩本体呈层叠结构,包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层、含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层、熔喷布层以及第二无纺布层。
进一步地,所述的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层中,光催化氮化碳纳米片通过喷涂或浸泡方式粘附于活性炭纤维布上。
进一步地,所述的光催化氮化碳纳米片的制备方法包括以下步骤:
1)将尿素研磨至粉状,得到粉状尿素,便于后期煅烧过程中与氧气充分接触;
2)将粉状尿素进行高温煅烧,得到块体氮化碳;
3)将块体氮化碳研磨至粉状,得到粉状氮化碳,之后将粉状氮化碳进行热刻蚀,即得到光催化氮化碳纳米片。研磨块状氮化硅至粉状是为了后续的更好的进行热氧化刻蚀,形成纳米片状氮化硅。
进一步地,所述的粉状尿素的粒径为20-30目。
进一步地,步骤2)中,所述的高温焙烧中,升温速率为5-15℃/min,煅烧温度为500-600℃,煅烧时间为0.5-1.5h。
进一步地,所述的高温焙烧中,升温速率为10℃/min,煅烧温度为550℃,煅烧时间为1h。通过尿素热聚合的方法合成氮化硅,焙烧温度的不同,最终所形成的产物也有所不同。实验证明,当温度上升至520℃,最后会缩聚形成氮化碳;而当温度超过600℃时,氮化碳会变得不太稳定。因此,550℃的焙烧温度保证了尿素的充分反应,同时不会生成不稳定的氮化碳。
进一步地,所述的粉状氮化碳的粒径为20-30目。
进一步地,步骤3)中,所述的热刻蚀中,升温速率为5-15℃/min,煅烧温度为500-600℃,煅烧时间为1-2h。
进一步地,所述的热刻蚀中,升温速率为10℃/min,煅烧温度为550℃,煅烧时间为1.5h。通过热刻蚀法将氮化碳在高温下氧化,层片间的氢键变得极不稳定,随着时间的延长,会逐渐剥离形成纳米片状。
进一步地,所述的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层的厚度为0.5-1.0mm。
本发明通过在活性炭纤维布层添加氮化碳纳米片,极大地提高了防护口罩的抗菌杀毒效果,能更好地保护使用者的生命健康,并且简单实用,便于推广应用。
与现有技术相比,本发明具有以下特点:
1)本发明通过活性炭纤维布层,能有效地吸附有机气体、毒性粉尘,起到抗菌杀毒的功效,并易于与其他滤层复合,具有制备方法简单的优点;
2)本发明中所用的氮化碳具有制备方法简单、原料易得等优点,便于粘附在活性炭层上,并通过将活性炭与光催化材料氮化碳复合,一方面提高了活性炭降解有机物与空气净化的能力,一方面氮化碳可以对活性炭吸附的颗粒物、有机物进行光催化分解,实现活性炭的再生与高效利用;
3)本发明中的活性炭防护口罩中防护层数较少,透气性、舒适感较佳。
附图说明
图1为本发明中一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩的结构示意图;
图2为口罩本体的断面结构示意图;
图3为光催化氮化碳纳米片的扫描电镜图;
图中标记说明:
1-口罩本体、2-耳带、3-变形条、4-硅胶贴条、5-第一无纺布层、6-含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层、7-熔喷布层、8-第二无纺布层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1:
如图1所示的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,该活性炭防护口罩包括口罩本体1、设于口罩本体1两侧的耳带2、设于口罩本体1与耳带2之间的硅胶贴条4、设于口罩本体1上缘的变形条3。
如图2所示,口罩本体1呈层叠结构,包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层5、厚度为0.5mm的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层6、熔喷布层7以及第二无纺布层8。
其中,含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层6中,光催化氮化碳纳米片通过喷涂方式粘附于活性炭纤维布上,光催化氮化碳纳米片的制备方法包括以下步骤:
1)将尿素研磨至粉状,经20目筛网筛分后得到无明显颗粒感的粉状尿素;
2)将粉状尿素以5℃/min的升温速率加入至500℃并恒温煅烧1.5h,得到块体氮化碳;
3)将块体氮化碳研磨至粉状,经30目筛网筛分后得到粉状氮化碳,之后将粉状氮化碳以5℃/min的升温速率加入至500℃并恒温热刻蚀2h,即得到光催化氮化碳纳米片。
实施例2:
如图1所示的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,该活性炭防护口罩包括口罩本体1、设于口罩本体1两侧的耳带2、设于口罩本体1与耳带2之间的硅胶贴条4、设于口罩本体1上缘的变形条3。
如图2所示,口罩本体1呈层叠结构,包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层5、厚度为1.0mm的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层6、熔喷布层7以及第二无纺布层8。
其中,含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层6中,光催化氮化碳纳米片通过浸泡方式粘附于活性炭纤维布上,光催化氮化碳纳米片的制备方法包括以下步骤:
1)将尿素研磨至粉状,经30目筛网筛分后得到无明显颗粒感的粉状尿素;
2)将粉状尿素以15℃/min的升温速率加入至600℃并恒温煅烧0.5h,得到块体氮化碳;
3)将块体氮化碳研磨至粉状,经20目筛网筛分后得到粉状氮化碳,之后将粉状氮化碳以15℃/min的升温速率加入至600℃并恒温热刻蚀2h,即得到光催化氮化碳纳米片。
实施例3:
如图1所示的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,该活性炭防护口罩包括口罩本体1、设于口罩本体1两侧的耳带2、设于口罩本体1与耳带2之间的硅胶贴条4、设于口罩本体1上缘的变形条3。
如图2所示,口罩本体1呈层叠结构,包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层5、厚度为0.8mm的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层6、熔喷布层7以及第二无纺布层8。
其中,含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层6中,光催化氮化碳纳米片通过喷涂方式粘附于活性炭纤维布上,光催化氮化碳纳米片的制备方法包括以下步骤:
1)将尿素研磨至粉状,经25目筛网筛分后得到无明显颗粒感的粉状尿素;
2)将粉状尿素以10℃/min的升温速率加入至550℃并恒温煅烧1h,得到块体氮化碳;
3)将块体氮化碳研磨至粉状,经25目筛网筛分后得到粉状氮化碳,之后将粉状氮化碳以10℃/min的升温速率加入至550℃并恒温热刻蚀1.5h,即得到光催化氮化碳纳米片。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,该活性炭防护口罩包括口罩本体(1)以及设于口罩本体(1)两侧的耳带(2),所述的口罩本体(1)呈层叠结构,其特征在于,所述的口罩本体(1)包括依次堆叠设置的第一无纺布层(5)、含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层(6)、熔喷布层(7)以及第二无纺布层(8)。
2.根据权利要求1所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,所述的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层(6)中,光催化氮化碳纳米片通过喷涂或浸泡方式粘附于活性炭纤维布上。
3.根据权利要求2所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,所述的光催化氮化碳纳米片的制备方法包括以下步骤:
1)将尿素研磨至粉状,得到粉状尿素;
2)将粉状尿素进行高温煅烧,得到块体氮化碳;
3)将块体氮化碳研磨至粉状,得到粉状氮化碳,之后将粉状氮化碳进行热刻蚀,即得到光催化氮化碳纳米片。
4.根据权利要求3所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,所述的粉状尿素的粒径为20-30目。
5.根据权利要求3所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,步骤2)中,所述的高温焙烧中,升温速率为5-15℃/min,煅烧温度为500-600℃,煅烧时间为0.5-1.5h。
6.根据权利要求5所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,所述的高温焙烧中,升温速率为10℃/min,煅烧温度为550℃,煅烧时间为1h。
7.根据权利要求3所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,步骤3)中,所述的粉状氮化碳的粒径为20-30目。
8.根据权利要求3所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,步骤3)中,所述的热刻蚀中,升温速率为5-15℃/min,煅烧温度为500-600℃,煅烧时间为1-2h。
9.根据权利要求8所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,所述的热刻蚀中,升温速率为10℃/min,煅烧温度为550℃,煅烧时间为1.5h。
10.根据权利要求1所述的一种高效抗菌杀毒的活性炭防护口罩,其特征在于,所述的含光催化氮化碳纳米片的活性炭纤维布层(6)的厚度为0.5-1.0mm。
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