CN112869264B - 一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩 - Google Patents
一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及空气净化技术领域，尤其是一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩。一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩，包括口罩本体、耳带硅胶贴条、变形条，口罩本体包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层、含单原子抗菌抗病毒催化剂的纤维布层、熔喷布层以及第二无纺布层。本发明中含单原子抗菌抗病毒催化剂的纤维布层具有高效抗菌抗病毒功能，使得本申请无需其他辅助条件，即有消毒水、酒精同等的抗菌抗病毒效果，本申请单原子抗菌抗病毒医用防护口罩具有较好的防护性能且有效避免口罩随意丢弃带来的二次污染，因此，本申请具有结构简单，易生产，安全实用，便于推广应用的优点。
Description
技术领域
本申请涉及卫生保健技术领域，尤其是涉及一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩。
背景技术
目前，当前世界面临着越来越严峻的疫情，2002年的SARS病毒肆虐全球，年年爆发的流感病毒，2020年年初全球开始爆发的新冠病毒至今还未平息。这些致病微生物如流感病毒、新冠病毒、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念球菌和结核杆菌等都通过空气、体表接触、血液等方式传播，其中，空气传播危害最大。空气问题时刻在危害着人类的身体健康，一次性医用口罩作为保护人类的第一道防护线，开始热销全球。医用防护口罩是指可过滤空气中的微粒，预防某些呼吸道传染性微生物传播，阻隔飞沫、血液、体液、分泌物等传播媒介的一种自吸过滤式防尘医用防护用品。
相关技术中的防护用的一次性医用口罩，包括熔喷布、无纺布，并配鼻塑条、弹性耳，其工作原理主要是通过熔喷布的吸附和沉淀粉尘、颗粒物、细菌、病毒等有害物，从而达到过滤防护效果。
相关技术中防护用的一次性医用口罩虽然起到了一定的防护作用，但是并没有从根本上解决细菌、病毒这些致病微生物带来的危害，依旧存在以下问题：1、病毒、细菌等污染源会持续沉淀在佩戴的口罩外层和熔喷布层上，并在其上继续繁衍，随时威胁人类的身体健康；2、使用后的一次性医用口罩上面存在大量的病菌，处理不当会形成更大危害的二次污染。
发明内容
为了解决上诉相关技术所存在的问题，本申请目的在于提供一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩。
本申请提供一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩，采用如下的技术方案：一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩，包括口罩本体，口罩本体两侧连接有耳带；口罩本体两侧连接有与耳带相连接的硅胶贴条；口罩本体内设置有变形条，口罩本体包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层、抗菌抗病毒纤维布层、熔喷布层和第二无纺布层。
本申请中采用自主研发的单原子抗菌抗病毒催化剂，具有高效抗菌抗病毒功能，使得单原子抗菌抗病毒医用防护口罩无需其他辅助条件，即有消毒水、酒精同等的抗菌抗病毒效果，本申请单原子抗菌抗病毒医用防护口罩具有较好的防护效果，且有效避免口罩随意丢弃带来的二次污染。
优选的，所述抗菌抗病毒纤维布层制备方法：
步骤一，配制单原子抗菌抗病毒催化剂；
步骤二，将单原子抗菌抗病毒催化剂通过喷涂或浸泡方式粘附于纤维布上；
步骤三，冷风烘干，抗菌抗病毒纤维布。
通过采用上述技术方案，可制备得到具有高效杀菌效果和抗病毒效果的抗菌抗病毒纤维布，且保证了单原子抗菌抗病毒催化剂可较为均匀且稳定复合于纤维布，保证所制备口罩的抗菌抗病毒效果。
优选的，所述纤维布选用PAN基碳纤维布，其纤维细度为10～20μm，强度为10～20cN/dtex，其面密度为10～20g/m2；第一无纺布层和第二无纺布层均选用纤维细度为5～10μm，强度为25～30cN/dtex，其面密度为10～20g/m2的无纺布；熔喷布层选用纤维细度为0.5～5μm，强度为35～62cN/dtex，其面密度为25～50g/m2的熔喷布。
通过采用上述技术方案，本申请口罩的力学性能较好，结构较为稳定，具有较好的静电除尘、抗菌抗病毒的效果。
优选的，所述所述步骤一中的单原子抗菌抗病毒催化剂是由载体和过渡金属组成；所述载体为食品级分子筛；所述过渡金属选自第一过渡至第二过渡金属中的一种或多种；所述过渡金属以单原子的形式镶嵌在载体上。
通过采用上述技术方案，可制备得到具有高效杀菌效果和抗病毒效果的单原子抗菌抗病毒催化剂，从而制备得打具有高效杀菌效果和抗病毒效果的抗菌抗病毒纤维布，保证所制备口罩的抗菌抗病毒效果。
优选的，所述过渡金属选自Fe、Cu、Mn、Ag和Zn中的一种或多种。
优选的，所述单原子抗菌抗病毒催化剂中含有的过渡金属和载体质量比为1:20～1:200；食品级分子筛为200～300目。
通过采用上述技术方案，食品级分子筛可对病毒、细菌和颗粒进行吸附，。可提升单原子抗菌抗病毒催化剂的杀菌抗病毒效果；且可保证单原子抗菌抗病毒催化剂的杀菌抗病毒效果下，降低生产成本。
优选的，所述步骤一中的单原子抗菌抗病毒催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备载体前驱体；
步骤二，制备金属单原子前驱体；
步骤三，制备单原子催化剂前驱体，将步骤一中制得的载体前驱体加入步骤二中制得混合液进行超声、搅拌混合，过滤，烘干，产物研磨，得粉末；
步骤四，原位生成单原子催化剂。
通过采用上述技术方案，制备方法较为成熟，可进行批量化生产，制备得到具有高效杀菌效果和抗病毒效果的单原子抗菌抗病毒催化剂，且单原子抗菌抗病毒催化剂细度好易于均匀分散至纤维布，保证所制备口罩具有较好的抗菌抗病毒效果。
优选的，所述步骤一中载体前驱体的制备，以食品级分子筛为原料，加入PH＝8的碳酸钠溶液，分子筛与碱性溶液的质量比为50:1，搅拌混合均匀，转移至反应釜中进行焙烧膨化，焙烧温度为500℃，釜内压力为0.8～1.0Mpa，焙烧时间为10min，取出冷却后，研磨30-60min，得载体前驱体。
通过采用上述技术方案，可制备得到多孔率的载体前驱体，利于对细菌、病毒和颗粒物进行吸附，保证能制备得到具有高效杀菌效果和抗病毒效果的单原子抗菌抗病毒催化剂。
优选的，所述步骤二中金属单原子前驱体制备，将10～30mL的5％氨水溶液以80-120μL/秒的速度滴加入浓度为50～200g/L的乙酰丙酮盐溶液中搅拌2～5h，随后在20～40min内升温至60℃继续搅拌2～4h得混合溶液。
通过采用上述技术方案，对工艺参数进行控制，可制备金属单原子前驱体，保证能较为稳定且高效制备得到具有高效杀菌效果和抗病毒效果的单原子抗菌抗病毒催化剂。
优选的，所述步骤一中的单原子抗菌抗病毒催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备载体前驱体；
步骤二，制备金属单原子前驱体；
步骤三，制备单原子催化剂前驱体，将步骤一中制得的载体前驱体加入步骤二中，过渡金属和载体质量比为1:20～1:200，制得混合液进行30-60min的超声处理，再搅拌12小时，过滤，烘干，产物研磨，制得粉末；
步骤四，原位生成单原子催化剂：将步骤四中所得的粉末在5％氢氩混合气气氛中400～600℃温度加热2-3h，冷却后研磨至3μm粒径，制得所需的单原子抗菌抗病毒催化剂。
通过采用上述技术方案，氢氩混合气气氛中进行高温活化，保证对成品活化提升进行氢还原，降低成品被氧化的概率，可制备得到具有高效杀菌效果和抗病毒效果的单原子催化剂，保证所制备口罩的抗菌抗病毒效果。
综上所述，本申请具有以下优点：
1、请中采用自主研发的单原子抗菌抗病毒催化剂制备得到抗菌抗病毒纤维层，使得本申请能有效吸附有害的气体、气味、飞沫、粉尘，起到抗菌杀毒功效。
2、本申请中的抗菌抗病毒纤维层易于与其他滤层结合，因此，本申请的制备较为简单，易于进行批量化生产和推广应用。
3、本申请中所使用的单原子抗菌抗病毒催化剂具有制备方法简单、原料易得，能与纤维布进行较好的粘附连接，保证整体的杀菌抗病毒效果和持久性。
4、单原子抗菌抗病毒催化剂具有强氧化性，无需任何辅助条件，自身可以高效地抗菌、抑菌、杀菌，而不会产生环境污染，对生物体无副作用。
5、本申请中的单原子抗菌抗病毒医用防护口罩中防护层数较少，具有较好的透气性和舒适感。
附图说明
图1是本申请中实施例1的整体结构示意图。
图2是本申请中实施例1的局部结构示意图。
图3是本申请制备例1中的单原子抗菌抗病毒催化剂的球差校正透射电子显微镜图。
图中，1、口罩本体；11、耳带；12、硅胶贴条；13、变形条；2、第一层无纺布层；3、抗菌抗病毒纤维布层；4、熔喷布层；5、第二无纺布层。
具体实施方式
以下结合实施例和附图请作进一步详细说明。
原料
制备例
制备例1
单原子抗菌抗病毒催化剂的制备，包括以下步骤：
步骤1，制备载体前驱体：在100g粒径为200～300目的食品级分子筛中加入PH＝8的碳酸钠溶液2g，在100rpm下搅拌混合10min，然后转移至反应釜中进行焙烧膨化，焙烧温度为500℃，釜内压力控制为0.8MPa、焙烧时间为10min，焙烧结束后，取出反应釜冷却至室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，聚四氟乙烯为内胆，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨，制得粒径为3μm的载体前驱体；
步骤2，制备金属单原子前驱体：将10ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入50g/L乙酰丙酮铁和100g/L乙酰丙酮铜的水溶液，溶液搅拌3h，其中铁和铜的摩尔比为1:1，50g/L乙酰丙酮铁和100g/L乙酰丙酮铜的水溶液总体积为100ml，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液；
步骤3，制备单原子催化剂前驱体：按照过渡金属与载体的质量比为1:20，将步骤1制得的载体前驱体加入步骤2制得混合液，超声30min后，在进行12h搅拌混合，搅拌速度为200rpm，过滤，烘干，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨，制得粒径为3μm的粉末；
步骤4，原位生成单原子催化剂：将得到的粉末在5％氢氩混合气气氛和400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，即得粒径为3μm的单原子催化剂，参考图3，所制得的催化剂含有的活性金属以单原子的形式结合在载体上。
制备例2
单原子抗菌抗病毒催化剂的制备，包括以下步骤：
步骤1，制备载体前驱体：在100g粒径为200～300目的食品级分子筛中加入PH＝8的碳酸钠溶液2g，在100rpm下搅拌混合10min，然后转移至反应釜中进行焙烧膨化，焙烧温度为500℃，釜内压力为0.9MPa、焙烧时间为10min，焙烧结束后，取出反应釜冷却至室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨，制得粒径在3μm载体前驱体；
步骤2，制备金属单原子前驱体：将20ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入200g/L乙酰丙酮锰和100g/L乙酰丙酮锌的水溶液，溶液搅拌3h，其中锰和铜的摩尔比为1:1，200g/L乙酰丙酮锰和100g/L乙酰丙酮锌的水溶液为100ml，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液；
步骤3，制备单原子催化剂前驱体：按照过渡金属与载体的质量比为1:20，将步骤1制得的载体前驱体加入步骤2制得混合液，超声30min后，在进行12h搅拌混合，搅拌速度为200rpm，过滤，烘干，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min研磨，制得粒径为3μm的粉末；
步骤4，原位生成单原子催化剂：将得到的粉末在5％氢氩混合气气氛和500℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为50r/min，研磨，即得粒径为3μm的单原子催化剂，所制得的催化剂含有的活性金属以单原子的形式结合在载体上。
制备例3
单原子抗菌抗病毒催化剂的制备，包括以下步骤：
步骤1，制备载体前驱体：在100g粒径为200～300目的食品级分子筛中加入PH＝8的碳酸钠溶液2g，在100rpm下搅拌混合10min，然后转移至反应釜中进行焙烧膨化，焙烧温度为500℃，釜内压力为1.0MPa、焙烧时间为10min，焙烧结束后，取出反应釜冷却至室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨，制得粒径在3μm载体前驱体；
步骤2，制备金属单原子前驱体：将30ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入50g/L乙酰丙酮铁、50g/L乙酰丙酮铜、50g/L乙酰丙酮银的水溶液，溶液搅拌3h，其中铁、铜和银的摩尔比为50:50:1，50g/L乙酰丙酮铁、50g/L乙酰丙酮铜、50g/L乙酰丙酮银的水溶液为100ml，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液；
步骤3，制备单原子催化剂前驱体：按照过渡金属与载体的质量比为1:20，将步骤1制得的载体前驱体加入步骤2制得混合液，超声30min后，在进行12h搅拌混合，搅拌速度为200rpm，过滤，烘干，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，制得粒径在3μm粉末；
步骤4，原位生成单原子催化剂：将得到的粉末在5％氢氩混合气气氛和600℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为50r/min，研磨，即得所需的单原子催化剂，所制得的催化剂含有的活性金属以单原子的形式结合在载体上。
制备例4
制备例4与制备例1的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:200。
制备例5
制备例5与制备例2的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:200。
制备例6
制备例与制备例3的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:200。
制备例7
制备例7与制备例1的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:100。
制备例8
制备例8与制备例2的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:100。
制备例9
制备例9与制备例3的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:100。
制备例10
单原子抗菌抗病毒催化剂的制备，包括以下步骤：
步骤1，制备载体前驱体：在100g粒径为200～300目的食品级分子筛中加入PH＝8的碳酸钠溶液2g，在100rpm下搅拌混合10min，然后转移至反应釜中进行焙烧膨化，焙烧温度为500℃，釜内压力控制为0.8MPa、焙烧时间为10min，焙烧结束后，取出反应釜冷却至室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，聚四氟乙烯为内胆，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨，制得粒径为3μm的载体前驱体；
步骤2，制备金属单原子前驱体：将10ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入100ml的50g/L乙酰丙酮铁，溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液；
步骤3，制备单原子催化剂前驱体：按照过渡金属与载体的质量比为1:20，将步骤1制得的载体前驱体加入步骤2制得混合液，超声30min后，在进行12h搅拌混合，搅拌速度为200rpm，过滤，烘干，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为500r/min，研磨，制得粒径为3μm的粉末；
步骤4，原位生成单原子催化剂：将得到的粉末在5％氢氩混合气气氛和400℃的温度条件下加热处理2h，冷却到室温，产物使用行星球磨机，行星球磨机的罐体为氧化锆球磨罐，磨球为氧化锆，球磨速度为100r/min，研磨，即得粒径为3μm的单原子催化剂。
制备例11
制备例11与制备例10的区别在于：步骤2，制备金属单原子前驱体：将10ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入100ml的100g/L乙酰丙酮铜，溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液。
制备例12
制备例12与制备例10的区别在于：步骤2，制备金属单原子前驱体：将10ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入100ml的200g/L乙酰丙酮锰，溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液。
制备例13
制备例13与制备例10的区别在于：步骤2，制备金属单原子前驱体：将10ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入100ml的100g/L乙酰丙酮锌，溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液。
制备例14
制备例14与制备例10的区别在于：步骤2，制备金属单原子前驱体：将10ml的5％氨水溶液以100μL/秒的速度滴加入100ml的50g/L乙酰丙酮银，溶液搅拌3h，随后在30min内升温至60℃继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，制得混合液。
制备例15
制备例15与制备例1的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:15。
制备例16
制备例16与制备例1的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:250。
制备例17
制备例17与制备例2的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:15。
制备例18
制备例18与制备例2的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:250。
制备例19
制备例19与制备例3的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:15。
制备例20
制备例20与制备例3的区别在于：过渡金属与载体的质量比为1:250。
实施例
实施例1
参考图1和图2，本申请公开的一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩，口罩本体1，口罩本体1两侧连接有耳带11。口罩本体1两侧连接有硅胶贴条12，耳带11上被硅胶贴条12热压固定在口罩本体1两侧。口罩本体1包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层2、抗菌抗病毒纤维布层3、熔喷布层4和第二无纺布层5。第一无纺布层2、抗菌抗病毒纤维布层3、熔喷布层4和第二无纺布层5之间通过硅胶贴条12热压固定连接在一起，硅胶贴条12热压位置位于口罩本体1侧端边缘处。口罩本体1内设置有变形条13，变形条13位于熔喷布层4和第二无纺布层5之间。
纤维布选用PAN基碳纤维布，其纤维细度为10～20μm，强度为10～20cN/dtex，其面密度为10～20g/m2；第一无纺布层2和第二无纺布层5均选用纤维细度为5～10μm，强度为25～30cN/dtex，其面密度为10～20g/m2的无纺布；熔喷布层4选用纤维细度为0.5～5μm，强度为35～62cN/dtex，其面密度为25～50g/m2的熔喷布。
抗菌抗病毒纤维布层3的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称量150g的制备例1中的单原子抗菌抗病毒催化剂、100g的聚醋酸乙烯酯乳液(贵州长田水晶胶粘剂有限公司)和850g的去离子水，配制成抗菌抗病毒预浸溶液，纤维布浸泡于抗菌抗病毒预浸溶液中，溶液温度50℃，浸泡时间为10min；
步骤2，依次通过三组挤压辊进行挤压，第一组挤压辊的温度80℃，第二组挤压辊的温度为120℃，第三组挤压辊的温度为50℃，除去纤维布中的多余抗菌抗病毒预浸溶液；
步骤3，在8℃下进行低温烘干，烘干12小时，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％；
步骤4，在半成品的上下表面喷涂抗菌抗病毒预浸溶液，抗菌抗病毒预浸溶液的用量为100ml/m2，喷涂完成后在15℃下进行低温烘干，烘干4小时，再次进行喷涂、低温烘干，重复三次，低温烘干至所得纤维布水分含量小于8％，制备得到成品抗菌抗病毒纤维布。
一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将第一无纺布层2、制备的抗菌抗病毒纤维布、熔喷布层4和第二无纺布层5由外至内依次堆叠形成口罩本体1；
步骤二，将变形条13放置于熔喷布层4和第二无纺布层5之间，耳带11放置于口罩本体1两侧；
步骤三，口罩本体1侧端边缘处包覆硅胶贴条12，进行热压，将耳带11、变形条13固定连接于口罩本体1制备得成品口罩。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：抗菌抗病毒纤维布层3的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称量150g的制备例2中的单原子抗菌抗病毒催化剂、100g的聚醋酸乙烯酯乳液(贵州长田水晶胶粘剂有限公司)和850g的去离子水，配制成抗菌抗病毒预浸溶液，纤维布浸泡于抗菌抗病毒预浸溶液中，溶液温度50℃，浸泡时间为10min；
步骤2，依次通过三组挤压辊进行挤压，第一组挤压辊的温度80℃，第二组挤压辊的温度为120℃，第三组挤压辊的温度为50℃，除去纤维布中的多余抗菌抗病毒预浸溶液；
步骤3，在5℃下进行低温烘干，烘干12小时，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％；
步骤4，在半成品的上下表面喷涂抗菌抗病毒预浸溶液，抗菌抗病毒预浸溶液的用量为100ml/m2，喷涂完成后在15℃下进行低温烘干，烘干4小时，再次进行喷涂、低温烘干，重复三次，低温烘干至所得纤维布水分含量小于8％，制备得到成品抗菌抗病毒纤维布。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：抗菌抗病毒纤维布层3的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称量150g的制备例3中的单原子抗菌抗病毒催化剂、100g的聚醋酸乙烯酯乳液(贵州长田水晶胶粘剂有限公司)和850g的去离子水，配制成抗菌抗病毒预浸溶液，纤维布浸泡于抗菌抗病毒预浸溶液中，溶液温度50℃，浸泡时间为10min；
步骤2，依次通过三组挤压辊进行挤压，第一组挤压辊的温度80℃，第二组挤压辊的温度为120℃，第三组挤压辊的温度为50℃，除去纤维布中的多余抗菌抗病毒预浸溶液；
步骤3，在8℃下进行低温烘干，烘干12小时，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％；
步骤4，在半成品的上下表面喷涂抗菌抗病毒预浸溶液，抗菌抗病毒预浸溶液的用量为100ml/m2，喷涂完成后在15℃下进行低温烘干，烘干4小时，再次进行喷涂、低温烘干，重复三次，低温烘干至所得纤维布水分含量小于8％，制备得到成品抗菌抗病毒纤维布。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例4中的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例5
实施例4与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例5中的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例6中的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例7中的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例8中的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例9
实施例9与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例9中的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例10
实施例10与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例10的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例11
实施例11与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例11的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例12
实施例12与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例12的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例13
实施例13施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例13的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例14
实施例14施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例14的单原子抗菌抗病毒催化剂。
实施例15
实施例15施例1的区别在于：抗菌抗病毒纤维布层3的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称量150g的制备例3中的单原子抗菌抗病毒催化剂、100g的聚醋酸乙烯酯乳液(贵州长田水晶胶粘剂有限公司)和850g的去离子水，配制成抗菌抗病毒预浸溶液；
步骤2，采用配制成抗菌抗病毒预浸溶液对纤维布两面进行第一次喷涂，喷涂用量为400ml/m2，喷涂完成后，进行第一烘干，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％；
步骤3，进行第二次喷涂，喷涂用量为200ml/m2，喷涂完成后，进行第二烘干，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％；
步骤4，进行第三次喷涂，喷涂用量为200ml/m2，喷涂完成后，进行第三烘干，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％，得半成品；
步骤5，对半成品进行真空热压处理，压力为20kPa，温度为55℃，真空热压30min，然后进行低温烘干，烘干温度为15℃，低温烘干至所得纤维布水分含量小于8％，制备得到成品抗菌抗病毒纤维布。
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：抗菌抗病毒纤维布层3的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将纤维布浸泡于去离子水中，溶液温度50℃，浸泡时间为10min；
步骤2，依次通过三组挤压辊进行挤压，第一组挤压辊的温度80℃，第二组挤压辊的温度为120℃，第三组挤压辊的温度为50℃，除去纤维布中的多余抗菌抗病毒预浸溶液；
步骤3，在8℃下进行低温烘干，烘干12小时，检测纤维布水分，若水分含量小于8％制备得到半成品，若水分含量大于8％继续低温烘干至水分含量小于8％；
步骤4，在半成品的上下表面去离子水，去离子水的用量为100ml/m2，喷涂完成后在15℃下进行低温烘干，烘干4小时，再次进行喷涂、低温烘干，重复三次，低温烘干至所得纤维布水分含量小于8％，制备得到对比纤维布。
一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将第一无纺布层2、制备的对比纤维布、熔喷布层4和第二无纺布层5由外至内依次堆叠形成口罩本体1；
步骤二，将变形条13放置于熔喷布层4和第二无纺布层5之间，耳带11放置于口罩本体1两侧；
步骤三，口罩本体1侧端边缘处包覆硅胶贴条12，进行热压，将耳带11、变形条13固定连接于口罩本体1制备得成品口罩。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例15的单原子抗菌抗病毒催化剂。
对比例3
对比例3实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例16的单原子抗菌抗病毒催化剂。
对比例4
对比例4实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例17的单原子抗菌抗病毒催化剂。
对比例5
对比例5施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例18的单原子抗菌抗病毒催化剂。
对比例6
对比例6实施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例19的单原子抗菌抗病毒催化剂。
对比例7
对比例7施例1的区别在于：将使用的制备例1的单原子抗菌抗病毒催化剂替换为制备例20的单原子抗菌抗病毒催化剂。
性能检测试验
1.抗菌实验
对制备实施例1-15和对比例1-7制得的具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩进行抗菌实验测试：
步骤1，准备新鲜培养18-24h的细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念球菌和结核杆菌)，用5mLPBS溶液(0.03mol/L)洗下菌苔配置成菌悬液，用PBS稀释至所需浓度(用100μL滴于对照样片上，回收菌数1×104-9×104cfu/片)；
步骤2，将单原子抗菌抗病毒医用防护口罩的中间部位剪成40mm×40mm的方块，浸泡于PBS溶液10min，配置成样液，放入一个250ml的锥形瓶中；
步骤3，将锥形瓶固定于振荡摇床上，以300r/min振摇1h；
步骤4，分别于0时间和振荡1h后，取0.5mL样液，或用PBS做适当稀释后的样液，以琼脂倾注法接种平皿，在36-37度恒温箱培养18-24小时后进行菌落计数。
试验重复3次，按公式计算抑菌率：
X＝(A-B)/A×100％
式中：
X——抗菌率，％；
A——被试样品振荡前平均菌落数；
B——被试样品振荡后平均菌落数。
2.抗病毒实验
对制备实施例1-15和对比例1-7制得的具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩进行病毒灭活实验，检测方法参照《消毒技术规范》2002年版-2.1.1.10.7：
步骤1，病毒悬液的制备：S1，从液氮中取出冻存的试验用宿主细胞(甲型流感病毒H1N1和H3N2的宿主细胞：MDCK细胞；肠道病毒71型的宿主细胞：Vero细胞)，在37℃温水中迅速融化，用毛细吸管移植于含有细胞维持液的细胞管内，吹吸数次，使混匀，立即离心(3000r/min，3min)，去上清液。再加入适当的细胞维持液，吹吸数次，使混匀，同上离心后，转种于加有10ml完全培养基的培养瓶中；
S2，逐日观察细胞生长情况，在细胞长满单层时，用于消毒试验；取出低温冻存的试验病毒毒种(甲型流感病毒H1N1、H3N2和肠道病毒71型)，37℃水浴融化，用细胞维持液作10倍稀释，然后接种于已经长满单层细胞的细胞瓶内，置37℃温箱中，使与细胞吸附、生长。逐日观察病变，待3/4细胞出现病变时，收获病毒；
S3，将含有病毒及宿主细胞的培养液，在冰浴条件下，用超声波(或反复冻融)破碎宿主细胞，释放病毒。然后，尽快离心(6000r/min，15min)去除沉淀(主要为细胞碎片)，上清液即为所需的病毒悬液。按每管1.0ml分装于无菌离心管(1.5ml)中。
步骤2，实验组，将实施例1～3制得的一种具有高效持久抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩的中间部位剪成40mm×40mm的方块，浸泡于去离子水10min，配置成消毒剂，吸取消毒剂溶液0.5ml于试管内，置20℃+1℃水浴中5min后，吸加0.5ml病毒悬液，混匀。待作用至试验预定的灭活病毒时间24h，加入1.0ml去离子水，混匀。根据试验规定量，吸取该最终样液(或以对病毒无害的稀释液作系列稀释)，进行随后的病毒滴度测定。
步骤3，对照组，吸取0.5ml去离子水于试管内，置20℃+1℃水浴中5min后，再吸加0.5ml病毒悬液，混匀。待作用10min加入1.0ml去离子水，混匀。进行随后的病毒滴度测定。
试验重复3次，按公式计算病毒灭活率：
X＝(C-D)/C×100％
式中：
X——病毒灭活率，％；
C——对照组平均病毒总数；
D——实验组平均病毒总数。
3.抗菌持久性实验
实验步骤同抗菌实验一致，每次实验用的样液为上次实验的样液，保持抗菌抗病毒催化剂的重复性，细菌选用结核杆菌。
4.抗病毒持久性实验
实验步骤同抗病毒实验一致，每次实验用的消毒剂为上次实验的消毒剂，保持抗菌抗病毒催化剂的重复性，病毒选用甲型流感病毒H1N1。
检测方法及其分析
表1是实施例1-15与对比例1-7的抗细菌性能测试
| 大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | 白色念球菌 | 结核杆菌 | |
| 实施例1 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例2 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例3 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例4 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例5 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例6 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例7 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例8 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例9 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例10 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例11 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例12 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例13 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例14 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 实施例15 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 对比例1 | ≤5％ | ≤5％ | ≤5％ | ≤5％ |
| 对比例2 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 对比例3 | 95.4％ | 96.1％ | 94.3％ | 95.9％ |
| 对比例4 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 对比例5 | 96.0％ | 95.7％ | 96.5％ | 96.1％ |
| 对比例6 | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ |
| 对比例7 | 97.2％ | 98.1％ | 97.6％ | 97.8％ |
结合实施例1-15和对比例1-7并结合表1可以看出，本申请中的过渡金属和载体质量比为1:20～1:200时，本申请制备的单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念球菌和结核杆菌的灭杀率均达到99％以上，且保证抗菌效果下，降低了生产成本，本申请中的单原子医用防护口罩拥有优异的抗菌性能。
表2是实施例1-15与对比例1-7的抗病毒测试
结合实施例1-15和对比例1-7并结合表2可以看出，本申请中的过渡金属和载体质量比为1:20～1:200时，本申请制备的单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对甲型流感病毒H1N1、H3N2和肠道病毒71型的病毒灭活率均达到99％以上，本申请中的单原子医用防护口罩拥有优异的抗病毒性能。
表3是实施例1-4与对比例1的抗菌持久性测试参数
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | |
| 6h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 3.2％ |
| 12h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.9％ |
| 24h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.6％ |
| 48h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.6％ |
| 72h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.5％ |
| 96h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.5％ |
| 120h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.4％ |
| 144h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.3％ |
| 168h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.3％ |
| 240h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.2％ |
表4是实施例5-8与对比例2-3的抗菌持久性测试参数
| 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 6h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 95.1％ |
| 12h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 92.3％ |
| 24h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 90.5％ |
| 48h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 88.3％ |
| 72h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 85.4％ |
| 96h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 81.7％ |
| 120h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 78.3％ |
| 144h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 76.4％ |
| 168h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 75.1％ |
| 240h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 73.5％ |
表5是实施例9-12与对比例4-5的抗菌持久性测试参数
表6是实施例13-15与对比例6-7的抗菌持久性测试参数
| 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 对比例6 | 对比例7 | |
| 6h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 98.8％ |
| 12h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 96.1％ |
| 24h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 94.3％ |
| 48h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 90.1％ |
| 72h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 88.4％ |
| 96h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 86.7％ |
| 120h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 85.3％ |
| 144h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 83.4％ |
| 168h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 81.5％ |
| 240h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 78.1％ |
结合实施例1-15和对比例1-7并结合表3-6可以看出，单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对结核杆菌连续10天的抗菌率均达到99％以上，本申请的单原子医用防护口罩拥有持久的的抗菌性能。且从对比例3、5和7可以看出，活性金属Fe、Cu、Ag复配可起到更好的杀菌抗病毒效果。
表7是实施例1-4与对比例1的抗病毒持久性测试参数
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | |
| 6h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 2.7％ |
| 12h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 1.0％ |
| 24h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.8％ |
| 48h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.7％ |
| 72h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.6％ |
| 96h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.5％ |
| 120h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.3％ |
| 144h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.3％ |
| 168h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.3％ |
| 240h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 0.2％ |
表8是实施例5-8与对比例2-3的抗病毒持久性测试参数
| 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 6h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 93.2％ |
| 12h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 91.5％ |
| 24h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 90.1％ |
| 48h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 87.9％ |
| 72h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 86.2％ |
| 96h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 84.3％ |
| 120h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 81.8％ |
| 144h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 78.6％ |
| 168h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 76.4％ |
| 240h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 75.1％ |
表9是实施例9-12与对比例4-5的抗病毒持久性测试参数
表10是实施例13-15与对比例6-7的抗病毒持久性测试参数
| 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 对比例6 | 对比例7 | |
| 6h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 98.3％ |
| 12h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 96.4％ |
| 24h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 95.0％ |
| 48h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 92.3％ |
| 72h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 89.9％ |
| 96h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 87.5％ |
| 120h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 86.1％ |
| 144h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 84.6％ |
| 168h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 83.7％ |
| 240h | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | ≥99.9％ | 80.6％ |
结合实施例1-15和对比例1-7并结合表7-10可以看出，本申请中的单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对甲型流感病毒H1N1连续10天的病毒灭活率率均达到99％以上，因此，本申请中制备的单原子医用防护口罩拥有持久的的抗病毒性能。
综上所述，本申请制备的单原子抗菌抗病毒医用防护口罩无需其他辅助条件，即有消毒水、酒精同等的抗菌抗病毒效果，具有高效抗菌抗病毒功能。
在抗菌实验中，单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对空气常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念球菌和结核杆菌的抗菌率均达到99.9％以上。
在抗病毒实验中，单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对空气常见的甲型流感病毒H1N1、H3N2、肠道病毒71型的病毒灭活率均达到99.9％以上。
在重复抗菌抗病毒实验中，单原子抗菌抗病毒医用防护口罩对结核杆菌、甲型流感病毒H1N1的灭杀率连续10天均达到99.9％以上，说明单原子抗菌抗病毒医用防护口罩能更好的进行防护，且有效避免口罩随意丢弃带来的二次污染。此外，本申请中的单原子抗菌抗病毒医用防护口罩结构简单，易生产，安全实用，便于推广应用。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩，其特征在于：包括口罩本体（1），口罩本体（1）两侧连接有耳带（11）；口罩本体（1）两侧连接有与耳带（11）相连接的硅胶贴条（12）；口罩本体（1）内设置有变形条（13），口罩本体（1）包括由外至内依次堆叠设置的第一无纺布层（2）、抗菌抗病毒纤维布层（3）、熔喷布层（4）和第二无纺布层（5）；
所述纤维布选用PAN基碳纤维布，其纤维细度为10～20μm，强度为10～20cN/dtex，其面密度为10～20g/m2；第一无纺布层（2）和第二无纺布层（5）均选用纤维细度为5～10μm，强度为25～30cN/dtex，其面密度为10～20g/m2的无纺布；熔喷布层（4）选用纤维细度为0.5～5μm，强度为35～62cN/dtex，其面密度为25～50g/m2的熔喷布；
所述抗菌抗病毒纤维布层（3）制备方法：
步骤一，将质量分数5～20%单原子抗菌抗病毒催化剂、质量分数5～8%聚醋酸乙烯酯乳液粘结剂和质量分数70～90%水混合均匀，配制稳定的单原子混合液；
步骤二，将单原子抗菌抗病毒催化剂通过混合液的喷涂或浸泡方式均匀粘附于纤维布上；
步骤三，冷风烘干，得抗菌抗病毒纤维布；
所述步骤一中的单原子抗菌抗病毒催化剂是由载体和过渡金属组成；所述载体为食品级分子筛；所述过渡金属选自第一过渡至第二过渡金属中的一种或多种；所述过渡金属以单原子的形式镶嵌在载体上；所述过渡金属选自Fe、Cu、Mn、Ag和Zn中的一种或多种；所述单原子抗菌抗病毒催化剂中含有的过渡金属和载体质量比为1:20～1:200；食品级分子筛为200～300目；
所述步骤一中的单原子抗菌抗病毒催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备载体前驱体，以食品级分子筛为原料，加入PH=8的碳酸钠溶液，分子筛与碱性溶液的质量比为50:1，搅拌混合均匀，转移至反应釜中进行焙烧膨化，焙烧温度为500℃，釜内压力为0.8～1.0Mpa，焙烧时间为10min，取出冷却后，研磨30-60min，得载体前驱体；
步骤二，制备金属单原子前驱体，将10～30mL的5%氨水溶液以80-120μL/秒的速度滴加入浓度为50～200g/L的乙酰丙酮盐溶液中搅拌2～5h，随后在20～40min内升温至60℃继续搅拌2～4h得混合溶液；
步骤三，制备单原子催化剂前驱体，将步骤一中制得的载体前驱体加入步骤二中，过渡金属和载体质量比为1:20～1:200，制得混合液进行30-60min的超声处理，再搅拌12小时，过滤，烘干，产物研磨，制得粉末；
步骤四，原位生成单原子催化剂：将步骤三中所得的粉末在5%氢氩混合气气氛中400～600℃温度加热2-3h，冷却后研磨至3μm粒径，制得所需的单原子抗菌抗病毒催化剂。
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