CN204722344U - 一种杀菌鞋 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种杀菌鞋，包括鞋底和鞋面，其特征在于：所述鞋底内设有气囊和石墨烯杀菌芯片，所述气囊与石墨烯杀菌芯片通过管道相连通；所述石墨烯杀菌芯片由上至下依次包括上盖、光催化膜层、下盖、用于激活光催化膜层的催化灯源；所述上盖和/或下盖上设有通气孔；所述光催化膜层包括多孔的泡沫金属、附于所述泡沫金属上的石墨烯以及附于所述石墨烯的金属氧化物催化剂，所述石墨烯附于多孔的泡沫金属孔壁表面形成三维结构。本实用新型的气囊能够将运动过程中受压的气流经过管道输入到石墨烯杀菌芯片中，光催化膜层对其进行净化杀菌，有效去除空气中的有害气体和细菌。
Description
技术领域
本实用新型涉及鞋业领域，尤其涉及一种杀菌鞋。
背景技术
足部健康对人们的生活至关重要，足部皮肤病严重影响人的生活质量。足癣和甲癣会产生瘙痒和疼痛，严重的足部真菌感染还与糖尿病、血管性疾病等全身疾病密切相关。另外足癣还会继发其他部位的感染，如果治疗不积极，抓挠后极易引发身体其他部位的真菌感染，更严重的是，搔抓会导致局部细菌感染，可发展成淋巴管炎、蜂窝组织炎及丹毒。
人的足底和趾间没有皮脂腺，缺乏抑制皮肤丝状真菌的脂肪酸，生理防御机能较差，而这些部位的皮肤汗腺却很丰富，出汗比较多，加之空气流通性差、局部潮湿温暖，有利于丝状真菌的生长。因此预防足癣的发生、保证足部健康的首要任务是杀灭导致脚癣、指甲真菌和脚臭的微生物和真菌。鉴于我们每天每只脚会流1/2品脱的汗，如果不能及时杀灭鞋子内的致病性真菌，鞋子内阴暗潮湿的环境将大大有利于致病性真菌的孳生繁衍。美国新闻节目日前对8个被调查者的鞋子做了一项检测显示，鞋子上携带的细菌达数百万，而且90％以上的细菌都会转移到地板、家里，其中还含有9种能引起人体多种感染的特殊细菌。人们通常重视衣物、袜子的卫生问题，并经常清洗衣物、袜子，却很少关注鞋子的卫生情况。对鞋子清洁的忽视是导致足癣、脚气等脚病发生的最大原因。因此对鞋子的杀菌护理，为自己的双脚创造一个舒适、健康的环境显得至关重要。
然而目前世界上还没有一种产品可以完全做到鞋子的彻底杀菌护理。现在市面上的足部杀菌护理有以下几种：杀菌袜、化学喷雾杀菌、物理紫外线杀菌。其中杀菌袜的工作原理是在袜底铺设杀菌药物层或在织物上编织具有杀菌效果的银纤维等材料。虽然杀菌袜可以直接作用于人的双脚，却无法影响鞋内环境，起不到杀灭鞋子内部真菌和微生物的作用。化学杀菌喷雾则是通过在鞋子里喷洒杀菌喷雾或粉末，通过化学作用将鞋子里的微生物和真菌杀死。这种杀菌方式的弊端在于，一旦在鞋子内使用这些化学品，将没有办法将这些物质完全清理出来，而残留的化学品会与鞋内的其他物质进行化学重组，产生新的物质，这将使鞋子内的环境变得更加复杂。此外，化学品或多或少对人体存有一定的危害，如果喷洒的化学品与足部皮肤直接接触，可能使足部皮肤问题雪上加霜。
物理紫外线杀菌是通过紫外线直接照射于真菌和微生物，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。据SteriShoe这家紫外线鞋子杀菌器的产品介绍，其研发的紫外线杀菌器是使用UVC光作为杀菌源，通过将鞋楦形状的杀菌器至于鞋子里进行杀菌。数十年来，紫外线一直在医学领域和科学领域被用作杀菌手段，它可以杀死几乎所有的病毒和细菌。但是这类产品的使用方式是将鞋子脱下后把杀菌器插在鞋子里，每处理一次需要花费长达45分钟的时间，无法做到对脚和鞋子进行实时杀菌。同时，由于这类产品大多以塑料制品将紫外线光源进行部分包覆，而紫外线由于其穿透性差，塑料制品的阻挡会妨碍其到达微生物和真菌所处的位置，大大削弱其杀菌效果。
现有技术中，光催化被认为是最具有发展前景的杀菌净化技术之一，目前用于光催化剂的多为N型半导体，其中TiO2因其具有无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好、廉价易得等优点是目前最常用的光催化剂。传统做法是在铁丝网、镍网、铜网等表面镀上TiO2薄膜，即将以上金属网浸泡在TiO2醇或水溶液中，再拿出加热，形成TiO2薄膜。该方法产生的TiO2薄膜颗粒在金属网上的粘结性很差，在高温加热形成TiO2薄膜的过程中，大量颗粒会剥落，造成金属网表面的有效TiO2薄膜纳米颗粒很少。在之后的使用过程中，任何风吹振动等都会造成更多TiO2颗粒剥落，这样，整个材料的光催化效率会不断下降。且TiO2是一种宽禁带半导体(金红石3.0eV，锐钛矿3.2eV),只能吸收紫外光，而紫外光只占太阳能量的4％，因此，TiO2对太阳光的利用率很低；同时紫外光激发半导体产生光生电子和空穴，光生电子和空穴与附着于TiO2上的有机污染物发生作用，将其降解为无机小分子物质，但是，光生电子和空穴的复合速率远大于与有机物发生作用的速率，这样大大地降低TiO2的光催化效率。因此，一种能够同时提高传统光催化剂的吸附量和光催化效率的高效担载材料是发展和应用光催化技术所需要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改善现有技术中的缺点，提供一种杀菌鞋，其结构简单，杀菌效果好。
本实用新型是这样实现的：一种杀菌鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋底内设有气囊和石墨烯杀菌芯片，所述气囊与石墨烯杀菌芯片通过管道相连通；
所述石墨烯杀菌芯片由上至下依次包括上盖、光催化膜层、下盖、用于激活光催化膜层的催化灯源；
所述上盖和/或下盖上设有通气孔；
所述光催化膜层包括多孔的泡沫金属、附于所述泡沫金属上的石墨烯以及附于所述石墨烯的金属氧化物催化剂，所述石墨烯附于多孔的泡沫金属孔壁表面形成三维结构。
优选地，所述气囊设在鞋底内部对应脚跟的位置。
优选地，所述石墨烯杀菌芯片设在鞋底内部对应脚掌的位置。
优选地，所述催化灯为LED灯板。
进一步优选地，所述LED灯板为紫外光LED灯板。
优选地，所述金属氧化物催化剂为二氧化钛或三氧化钨。
本实用新型采用以上设计方案，气囊能够将运动过程中受压的气流经过管道输入到石墨烯杀菌芯片中，光催化膜层对其进行净化杀菌，有效去除空气中的有害气体和细菌；使用LED灯作为催化光源，提高了光催化效率。光催化膜采用基底层/三维石墨烯层/TiO2纳米薄膜层/纳米银层，将TiO2纳米颗粒均匀分布于三维石墨烯层表面，分散性好，既避免了自身粒子的团聚，也有效防止了三维石墨烯层的重堆积，同时三维石墨烯层由于电子迁移率高，可以有效延长光催化膜层产生的载流子的寿命，防止空穴和电子复合，产生较高的光催化效率；石墨烯杀菌芯片对空气进行杀菌后，再将空气排出，因此气囊和石墨烯杀菌芯片很好的将空气进行不断的循环流动杀菌，使得鞋子内部的空气时刻保持干爽舒适。
附图说明
图1为本实用新型提供的杀菌鞋的结构示意图；
图2为本实用新型提供的石墨烯杀菌芯片的分解结构示意图；
图3为本实用新型提供的光催化膜层的结构示意图；
图4为图3中石墨烯负载金属氧化物催化剂的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型公开了一种杀菌鞋1，其包括鞋底11和鞋面12、鞋底11内设有气囊13和石墨烯杀菌芯片14，气囊13与石墨烯杀菌芯片14通过管道15相连通，气囊13在受压时其内部的气流可通过管道15输入至石墨烯杀菌芯片14。
如图2所示，石墨烯杀菌芯片14由上至下包括上盖141、光催化膜层142、下盖143、催化灯源144。其中，催化灯源144用于激活光催化膜层142，使得光催化膜层142对气流进行杀菌处理，具体可采用紫外光LED灯板实现。上盖141和/或下盖142上设有多个通孔A，用于使鞋内的气流在石墨烯杀菌芯片14内外可流通。
请一并参照图3、图4，光催化膜层144包括多孔的泡沫金属1441、附于所述泡沫金属上的石墨烯1442、附于所述石墨烯的金属氧化物催化剂1443，多孔的泡沫金属1441采用孔径为0.01-0.6mm的镍网或铜网，金属氧化物催化剂1443可采用二氧化钛或三氧化钨等。
其中，气囊13设在鞋底11内部对应脚跟的位置，石墨烯杀菌芯片14内部对应脚掌的位置。
本实用新型的工作原理为：将采用紫外光LED灯板的催化灯源144和光催化膜层142组成的石墨烯杀菌芯片14集成在鞋材上，通过特定波长光线照射，激活光催化膜层142上的材料，生成电子-空穴时，光生电子(e-)和空穴(h+)吸附在纳米颗粒表面，溶解氧俘获电子形成超氧负离子，而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。其所产生的具有超强氧化性的超氧负离子和氢氧自由基可以将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物进行彻底分解，最终实现杀灭鞋内致病性真菌和有害微生物的目的。
在本实用新型中，由于石墨烯优异的导电性可以迅速传导电子，以降低光生电子-空穴对的复合，能够大大提高Ti02的光催化产氢效率，弥补TiO2作光催化剂只用紫外光的缺点，使得在可见光下就可以进行光催化，而石墨烯形成的三维结构在结构上不同于二维的石墨烯，它具有三维空心多孔网状结构，网壁为石墨烯，为层状结构的石墨以及多孔的石墨碳泡沫，具有超大的比表面积，超多的活性点位，在高温下可以在其表面上形成很多悬挂键，有效键合住TiO2纳米颗粒，吸附的TiO2颗粒数量更多，且附着力更强；同时石墨烯由于电子迁移率高，可以有效延长光催化产生的载流子的寿命，防止空穴和电子复合，产生较高的光催化效率；同时使得TiO2纳米颗粒在其表面分散性好，既避免了自身粒子的团聚，也有效防止了石墨烯片层的重堆积，纳米复合材料所特有的结构使其具有很好的热稳定性和优异的光催化活性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种杀菌鞋，包括鞋底和鞋面，其特征在于：所述鞋底内设有气囊和石墨烯杀菌芯片，所述气囊与石墨烯杀菌芯片通过管道相连通；
所述石墨烯杀菌芯片由上至下依次包括上盖、光催化膜层、下盖、用于激活光催化膜层的催化灯源；
所述上盖和/或下盖上设有通气孔；
所述光催化膜层包括多孔的泡沫金属、附于所述泡沫金属上的石墨烯以及附于所述石墨烯的金属氧化物催化剂，所述石墨烯附于多孔的泡沫金属孔壁表面形成三维结构。
2.根据权利要求1所述的杀菌鞋，其特征在于：所述气囊设在鞋底内部对应脚跟的位置。
3.根据权利要求1所述的杀菌鞋，其特征在于：所述石墨烯杀菌芯片设在鞋底内部对应脚掌的位置。
4.根据权利要求1所述的杀菌鞋，其特征在于：所述催化灯为LED灯板。
5.根据权利要求4所述的杀菌鞋，其特征在于：所述LED灯板为紫外光LED灯板。
6.根据权利要求1所述的杀菌鞋，其特征在于：所述金属氧化物催化剂为二氧化钛或三氧化钨。
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2015
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