CN112354093A - 一种防毒面具用多功能过滤罐 - Google Patents

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Abstract

本发明属于个人过滤防护器材技术领域，尤其涉及一种防毒面具用多功能过滤罐。该装置包括顶盖、罐体和密封盖，顶盖和罐体的上沿压实密封后胶合为一体，罐体的底部带有凹口，密封盖嵌入该凹口内，罐体底部设有出气筛孔，罐体底部外壁上加工有安装螺纹，用于使防毒面具用多功能过滤罐与防毒面具相连接；所述的顶盖上设有进气筛孔；所述的罐体内由上至下设有滤烟层、放射性吸附层、活性炭层、生物质吸附层、大分子吸附层和滤烟层。本发明防毒面具用多功能过滤罐中的放射性吸附层、生物质吸附层和大分子吸附层中的装填材料都是稀土基负载金属氧化物材料，该材料稳定性好、选择性高，可以针对特定的物质吸附、催化氧化或者灭活等。

Description

一种防毒面具用多功能过滤罐
技术领域
本发明属于个人过滤防护器材技术领域，尤其涉及一种防毒面具用多功能过滤罐。
背景技术
防毒面具，保护呼吸道的一种防护器材，广泛应用于石油、化工、矿山、冶金、军事、消防、抢险救灾、卫生防疫和科技环保、机械制造等领域，主要起到个人呼吸系统的保护作用。防毒面具主要分为两大部分，一是面罩，二是过滤罐，就功能而言，主要区分防毒面具功能的是“过滤罐”，不同装填物的过滤罐对不同的环境有针对性防护作用。
一般商业使用的防毒面具，过滤罐主要装填活性炭材料，过滤有害物质主要依靠活性炭的物理吸附作用。因此对于比较小的有毒分子防护效能不高，防护时间很短。同时目前的外在危险种类多样，化学污染、雾霾、生物威胁以及近期的新冠病毒等，一般的防毒面具防护性能单一，仅仅针对一类污染物。对于符合复杂的污染环境来说，防护效能大大降低。
发明内容
本发明目的是提出一种防毒面具用多功能过滤罐，对已有的防毒面具的结构和材料进行改进，以提高对于复杂和小分子的防护能力，同时提高吸附效果和吸附能力，延长防护时间。
本发明提出的防毒面具用多功能过滤罐，包括顶盖、罐体和密封盖；所述的顶盖和罐体的上沿压实密封后胶合为一体，罐体的底部带有凹口，所述的密封盖嵌入该凹口内，罐体底部设有出气筛空，罐体底部的外壁上加工有安装螺纹，用于使防毒面具用多功能过滤罐与防毒面具相连接；所述的顶盖上设有进气筛孔；所述的罐体内由上至下设有滤烟层、放射性吸附层、活性炭层、生物质吸附层、大分子吸附层和滤烟层，所述的滤烟层、放射性吸附层、活性炭层、生物质吸附层、大分子吸附层和滤烟层由上至下依次叠加后压入罐体中。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的滤烟层为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，滤烟层的厚度为2mm～3mm。
所述的放射性吸附层为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在0.5mm～2.0mm之间，所述的稀土基材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为镍、锰、锌、铁的复合组分，负载物的质量含量在0.5～3％之间。其中的介孔氧化铈材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铈的摩尔浓度为1摩尔/升的可溶性盐溶液与摩尔浓度为1摩尔/升的碱性溶液混合，搅拌5小时，最后转入水热反应釜中合成，合成温度为120～200℃，反应时间为5～10小时，得到反应物；所述的可溶性盐溶液为硝酸铈，可溶性盐溶液与碱性溶液的浓度为1:1；
(2)将步骤(2)的反应物进行过滤，对过滤得到的固体进行煅烧，煅烧温度为400～450度，时间为4～6小时，得到该介孔氧化铈材料。
所述的负载物负载的方法包括如下步骤：
(1)将摩尔浓度分别为0.1摩尔/升的镍、锰、锌和铁的硝酸盐类溶液混合，将混合后的混合物等体积边搅拌边缓慢滴入摩尔浓度为0.5摩尔/升的碱性稀土基材料的悬浊液中，滴入的速度为1-2滴/秒；
(2)滴完后继续搅拌3～4小时，过滤，用去离子水洗涤过滤物3次，将过滤物在80℃烘干8小时以上，完成负载物的负载。
上述防毒面具用多功能过滤罐，其中的活性炭层为商用过滤活性炭，过滤活性炭的颗粒大小为0.5mm～2.0mm，主要吸附呼吸气体中的化学物质。
上述防毒面具用多功能过滤罐，其中的生物质吸附层为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在0.5mm～2.0mm之间，所述的稀土材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为银和铜的复合组分，负载物的质量含量生物质吸附层质量的0.5～3％。
上述防毒面具用多功能过滤罐，其中的大分子吸附层为负载的稀土基材料颗粒层和介孔活性炭的混合装填层，负载的稀土基材料颗粒层与介孔活性炭的混合装填层的质量比为1:1，大分子吸附层的颗粒大小为1.0mm～2.0mm。
上述防毒面具用多功能过滤罐，其中的滤烟层为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，纤维制品材质厚度为4mm-6mm。
本发明提出的防毒面具用多功能过滤罐，其优点是：
1、本发明的防毒面具用多功能过滤罐，采用通用面具过滤罐(滤毒罐)接口，装卸方便，可以方便安全可靠地将其安装到防毒面具上。
2、本发明的防毒面具用多功能过滤罐，采用多层过滤的方式，实现了生物、化学、核素等多类型复杂环境下的空气过滤，大大加增强个人防护能力；采用的多层过滤可以使得以往面具难以防护的小分子有毒物质得以消除，如一氧化碳、氮氧化物等起有效的防护效果。
3、本发明防毒面具用多功能过滤罐中的放射性吸附层、生物质吸附层和大分子吸附层中的装填材料都是稀土基负载金属氧化物材料，该材料稳定性好、选择性高，可以针对特定的物质吸附(放射性颗粒)、催化氧化(化学物质)或者灭活(生物)等。
附图说明
图1是本发明提出的防毒面具用多功能过滤罐的结构示意图。
图2是图1所述的防毒面具用多功能过滤罐的剖视图。
图1和图2中，1是顶盖，2是罐体，3是安装螺纹，4是密封盖，5是进气筛孔，6是出气筛孔，21是滤烟层，22是放射性吸附层，23是活性炭层，24是生物质吸附层，25是大分子吸附层，26是滤烟层。
具体实施方式
本发明提出的防毒面具用多功能过滤罐，其结构如图1和图2所示，包括顶盖1、罐体2和密封盖4；所述的顶盖1和罐体2的上沿压实密封后胶合为一体，罐体2的底部带有凹口，所述的密封盖4嵌入该凹口内，罐体2底部设有出气筛孔6，罐体2底部的外壁上加工有安装螺纹3，用于使防毒面具用多功能过滤罐与防毒面具相连接；所述的顶盖1上设有进气筛孔5；所述的罐体2内由上至下设有滤烟层21、放射性吸附层22、活性炭层23、生物质吸附层24、大分子吸附层25和滤烟层26，所述的滤烟层21、放射性吸附层、活性炭层23、生物质吸附层、大分子吸附层25和滤烟层26由上至下依次叠加后压入罐体2中。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的滤烟层21为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，滤烟层21的厚度为2mm～3mm。可以阻挡空气中0.3微米以上的颗粒、气溶胶等，过滤效率达96％。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的放射性吸附层22为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在0.5mm～2.0mm之间，所述的稀土基材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为镍、锰、锌、铁的复合组分，负载物的质量含量在0.5～3％之间。
所述的介孔氧化铈材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将铈的摩尔浓度为1摩尔/升的可溶性盐溶液与摩尔浓度为1摩尔/升的碱性溶液混合，搅拌5小时，最后转入水热反应釜中合成，合成温度为120～200℃，反应时间为5～10小时，得到反应物；所述的可溶性盐溶液为硝酸铈，可溶性盐溶液与碱性溶液的浓度为1:1；
(2)将步骤(2)的反应物进行过滤，对过滤得到的固体进行煅烧，煅烧温度为400～450度，时间为4～6小时，得到该介孔氧化铈材料。
所述的负载物负载的方法包括如下步骤：
(1)将摩尔浓度分别为0.1摩尔/升的镍、锰、锌和铁的硝酸盐类溶液混合，将混合后的混合物等体积边搅拌边缓慢滴入摩尔浓度为0.5摩尔/升的碱性稀土基材料的悬浊液中，滴入的速度为1-2滴/秒；
(2)滴完后继续搅拌3～4小时，过滤，用去离子水洗涤过滤物3次，将过滤物在80℃烘干8小时以上，完成负载物的负载。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的活性炭层23为商用过滤活性炭，过滤活性炭的颗粒大小为0.5mm～2.0mm，主要吸附呼吸气体中的化学物质。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的生物质吸附层24为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在0.5mm～2.0mm之间，所述的稀土材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为银和铜的复合组分，负载物的质量含量生物质吸附层质量的0.5～3％。负载方法如上所述，主要功能是吸附、灭杀生物细菌病毒等。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的大分子吸附层25为负载的稀土基材料颗粒层和介孔活性炭的混合装填层，负载的稀土基材料颗粒层与介孔活性炭的混合装填层的质量比为1:1，大分子吸附层的颗粒大小为1.0mm～2.0mm。主要是吸附前端没有过滤掉的大分子物质，气溶胶、生物病毒、有机大分子等。
上述防毒面具用多功能过滤罐中，所述的滤烟层26为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，纤维制品材质厚度为4mm-6mm。可以阻挡空气中0.1微米以上的颗粒、气溶胶等，过滤效率达99％。
本发明提出的防毒面具用多功能过滤罐，过滤罐通过顶盖将滤烟层、放射性吸附层、活性炭层、生物质吸附层、大分子吸附层、滤烟层二由上至下依次叠加后压入罐体，顶盖和罐体上沿压实密封胶合为一体；顶盖和密封盖的结构相同，在顶盖上开有纵向的进气筛孔，密封盖上开有纵向的出气筛孔，保证气体从顶端(顶盖)进入，经过多层过滤后从低端(密封盖)。
以下是本发明方法的一个实施例：
其中的滤烟层1为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，产品名称为防尘过滤棉，可以采用上海固美过滤材料有限公司生产的产品型号为GM-A50的产品，滤烟层的厚度为3mm。
其中的放射性吸附层22为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在1.5mm，所述的稀土基材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为镍、锰、锌、铁的复合组分，负载物的质量含量在3％。其中介孔氧化铈材料的制备过程为：
(1)将铈的摩尔浓度为1摩尔/升的可溶性盐溶液与摩尔浓度为1摩尔/升的碱性溶液混合，搅拌5小时，最后转入水热反应釜中合成，合成温度为150℃，反应时间为8小时，得到反应物；所述的可溶性盐溶液为硝酸铈，可溶性盐溶液与碱性溶液的浓度为1:1；将反应物进行过滤，对过滤得到的固体进行煅烧，煅烧温度为400度，时间为5小时，得到该介孔氧化铈材料。负载物负载的过程为：将摩尔浓度分别为0.1摩尔/升的镍、锰、锌和铁的硝酸盐类溶液混合，将混合后的混合物等体积边搅拌边缓慢滴入摩尔浓度为0.5摩尔/升的碱性稀土基材料的悬浊液中，滴入的速度为1滴/秒；滴完后继续搅拌3小时，过滤，用去离子水洗涤过滤物3次，将过滤物在80℃烘干8小时以上，完成负载物的负载。
其中的活性炭层23为商用过滤活性炭，过滤活性炭的颗粒大小为1.5mm，主要吸附呼吸气体中的化学物质。
其中的生物质吸附层24为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在1.5mm之间，所述的稀土材料为介孔氧化铈材料，介孔氧化铈材料的制备过程为：同放射性吸附层22中的介孔氧化铈材料制备过程相同。负载物为银和铜的复合组分，负载物的质量含量生物质吸附层质量的2％。负载物的负载过程为：同放射性吸附层22中的负载物制备过程相同。
其中的大分子吸附层25为负载的稀土基材料颗粒层和介孔活性炭的混合装填层，负载的稀土基材料颗粒层与介孔活性炭的混合装填层的质量比为1:1，大分子吸附层的颗粒大小为1.5mm。

Claims (9)

1.一种防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于该装置包括顶盖、罐体和密封盖；所述的顶盖和罐体的上沿压实密封后胶合为一体，罐体的底部带有凹口，所述的密封盖嵌入该凹口内，罐体底部设有出气筛孔，罐体底部的外壁上加工有安装螺纹，用于使防毒面具用多功能过滤罐与防毒面具相连接；所述的顶盖上设有进气筛孔；所述的罐体内由上至下设有滤烟层、放射性吸附层、活性炭层、生物质吸附层、大分子吸附层和滤烟层，所述的滤烟层、放射性吸附层、活性炭层、生物质吸附层、大分子吸附层和滤烟层由上至下依次叠加后压入罐体中。
2.如权利要求1所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的滤烟层为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，滤烟层的厚度为2mm～3mm。
3.如权利要求1所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的放射性吸附层为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在0.5mm～2.0mm之间，所述的稀土基材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为镍、锰、锌、铁的复合组分，负载物的质量含量在0.5～3％之间。
4.如权利要求3所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的介孔氧化铈材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将铈的摩尔浓度为1摩尔/升的可溶性盐溶液与摩尔浓度为1摩尔/升的碱性溶液混合，搅拌5小时，最后转入水热反应釜中合成，合成温度为120～200℃，反应时间为5～10小时，得到反应物；所述的可溶性盐溶液为硝酸铈，可溶性盐溶液与碱性溶液的浓度为1:1；
(2)将步骤(2)的反应物进行过滤，对过滤得到的固体进行煅烧，煅烧温度为400～450度，时间为4～6小时，得到该介孔氧化铈材料。
5.如权利要求3所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的负载物负载的方法包括如下步骤：
(1)将摩尔浓度分别为0.1摩尔/升的镍、锰、锌和铁的硝酸盐类溶液混合，将混合后的混合物等体积边搅拌边缓慢滴入摩尔浓度为0.5摩尔/升的碱性稀土基材料的悬浊液中，滴入的速度为1-2滴/秒；
(2)滴完后继续搅拌3～4小时，过滤，用去离子水洗涤过滤物3次，将过滤物在80℃烘干8小时以上，完成负载物的负载。
6.如权利要求1所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的活性炭层为商用过滤活性炭，过滤活性炭的颗粒大小为0.5mm～2.0mm，主要吸附呼吸气体中的化学物质。
7.如权利要求1所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的生物质吸附层为负载的稀土基材料颗粒层，颗粒大小在0.5mm～2.0mm之间，所述的稀土材料为介孔氧化铈材料，所述的负载物为银和铜的复合组分，负载物的质量含量生物质吸附层质量的0.5～3％。
8.如权利要求1所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的大分子吸附层为负载的稀土基材料颗粒层和介孔活性炭的混合装填层，负载的稀土基材料颗粒层与介孔活性炭的混合装填层的质量比为1:1，大分子吸附层的颗粒大小为1.0mm～2.0mm。
9.如权利要求1所述的防毒面具用多功能过滤罐，其特征在于所述的滤烟层为纤维制品材质，纤维制品材质为醋酸纤维材质，纤维制品材质厚度为4mm-6mm。
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