CN210492726U - 一种基于纳米压电材料的除菌口罩 - Google Patents

Abstract

一种基于纳米压电材料的除菌口罩，包括滤层和两个口罩带，两个所述口罩带分别设于所述滤层的两侧，用于将所述除菌口罩固定在面部；所述滤层为三层结构，其中第一层和第三层均为普通的无纺布或棉布层，第二层以普通的无纺布或棉布层为载体，将少量压电材料附着在第二层的所述无纺布或棉布层上，所述第一层、第二层、第三层依次叠放，通过边缘缝合成为所述滤层。本实用新型通过在滤层的中间层上规则附着少量纳米压电材料，可以有效吸附呼吸中粉尘，特别是PM2.5，又可以分解有害细菌、病毒和相关污染物；加工成本较低，易于生产和推广。本实用新型具有简单易行、透气性好、使用舒适、有利于大规模推广的优点，具有良好的应用价值。

Description

一种基于纳米压电材料的除菌口罩

技术领域

本实用新型涉及卫生防护用品领域，尤其是涉及一种基于纳米压电材料的除菌口罩。

背景技术

目前环境污染问题日益严重，特别是空气污染已经严重影响了人民的身体健康，因此采取一种有力的措施防止空气污染给人体带来的危害显得尤为重要。目前使用比较广泛的保护措施是佩戴口罩，口罩具有携带方便，能够有效地阻挡空气中的微小粉尘等优点。但是现在市面上广泛使用的口罩不能有效地抵抗空气中微生物，比如细菌和病毒的危害，并且对于特别微小的颗粒物效果有限。

压电催化最近引起了研究人员的注意，因为通过压电材料可以将外界的机械能转化为电能，当它们受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷，产生的电子空穴对生成具有强氧化性的活性反应基团，进而使得环境中的有机污染物降解矿化。压电材料受到外界压力时，表面会产生电荷，能够很好地形成静电效应，吸附周围的微小颗粒物。常见的压电材料有ZnO，BaTiO₃，BiFeO₃，NaNbO₃，KNbO₃，ZnSnO₃等等。近些年压电材料对有机污染物的降解引起了研究人员的重视。比如中山大学包定华(Bao Ding Hua，Nano Energy，2017)制备了BaTiO3纳米线和纳米块，通过实验和理论计算证明在超声波振动下，BaTiO3纳米线具有较高的压电电势，相对于BaTiO3纳米块，BaTiO3纳米线降解罗丹明B的效率更高。经过理论预测和实验测试，大部分的二维TMDs(MoS₂、WS₂和WSe₂等等)纳米材料都是压电材料。其中MoS₂的压电性能十分优越，Jyh MingWu(Jyh Ming Wu，Advanced Materials，2016)报道MoS₂可以只用300秒的时间，通过超声波振动将罗丹明B染料降解至几乎100％。本实用新型使用压电材料，然后将其喷涂在纱布上面，置于普通口罩两层纱布之间，可以有效地通过静电作用吸附呼吸过程中空气流动带来的微小物质并且通过自身的压电催化反应降解有机污染物、细菌和病毒等物质。

公开号为CN 206852090 U的实用新型专利公开了一种MOFS材料口罩，由两个无纺布绝缘材料层夹住MOFS材料层组成，所述MOFS材料层与两个无纺布绝缘材料层之间分别设有压电片，两个压电片通过呼吸的空气流动产生电场，MOFS材料层在电场的作用下产生带电粒子，所述带电粒子使空气中带电杂质聚集在MOFS材料层上，从而被过滤掉。该实用新型在口罩中间设有压电片和MOFS材料层，从而导致口罩的透气性较差、加工成本较高、使用舒适度较差、推广难度较大。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的首要目的是提供一种简单易行、透气性好、使用舒适、有利于大规模推广的纳米压电材料除菌口罩。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于纳米压电材料的除菌口罩，包括滤层和两个口罩带，两个所述口罩带分别设于所述滤层的两侧，用于将所述除菌口罩固定在面部；所述滤层为三层结构，其中第一层和第三层均为普通的无纺布或棉布层，第二层以普通的无纺布或棉布层为载体，将少量压电材料附着在第二层的所述无纺布或棉布层上，所述第一层、第二层、第三层依次叠放，通过边缘缝合成为所述滤层。

进一步地，所述压电材料为纳米级压电材料。

进一步地，所述纳米级压电材料通过粘合剂附着在第二层的无纺布或者棉布上。

进一步地，所述粘合剂为液体硅酸钠。

进一步地，所述纳米级压电材料通过所述粘合剂规则地排布在第二层的无纺布或者棉布上。

进一步地，所述纳米级压电材料为BaTiO3纳米线、MoS2中的一种或两种。

进一步地，所述除菌口罩还包括鼻夹，所述鼻夹采用塑性材料制成，设于所述除菌口罩的上侧位置，用于佩戴口罩时夹紧鼻子。

本实用新型实现的有益效果是：通过在滤层的中间层上规则附着少量纳米压电材料，从而赋予除菌口罩良好的压电特性，可以有效吸附呼吸中粉尘，特别是PM2.5，又可以分解有害细菌、病毒和相关污染物；其余部件与常用口罩基本相同，从而使得除菌口罩加工成本较低，易于生产和推广；利用口罩使用者的呼吸间产生的压力，压电催化分别被压电材料所吸附的有机物。本发明具有简单易行、透气性好、使用舒适、有利于大规模推广的优点，具有良好的应用价值。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1除菌口罩的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1滤层的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1滤层的第二层的结构示意图。

图中，1、滤层；11、第一层；12、第二层；13、第三层；2、口罩带；3、鼻夹；4、缝合部；5、纳米级压电材料。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种基于纳米压电材料的除菌口罩，包括滤层1、两个口罩带2和一个鼻夹3；

两个所述口罩带2为棉布带，分别设于所述滤层1的两侧，通过缝合部4所述滤层1连接，用于将所述除菌口罩固定在面部；

如图2所示，所述滤层1为三层结构，其中第一层11(最外侧层)和第三层13(最内侧层)均为普通的棉布层，第二层12(中间层)以普通的棉布层为载体，将少量纳米级压电材料5附着在所述第二层12的棉布上，所述第一层11、第二层12、第三层13依次叠放，通过边缘缝合成为所述滤层1，缝合部4即为所述除菌口罩的边缘部位；

所述鼻夹3设于所述除菌口罩的上侧缝合部4内，所述鼻夹3采用塑性较高的小铁丝制成，设于所述除菌口罩的上侧位置，用于佩戴口罩时夹紧鼻子。

具体地，本实施例1中所述纳米级压电材料5为纳米级压电材料5为BaTiO3纳米线、MoS2中的一种或两种；所述纳米级压电材料5通过粘合剂附着在第二层12的无纺布或者棉布上。具体地，所述粘合剂为液体硅酸钠。

具体地，如图3所示，本实施例1中第二层以棉布层为载体，负载的六角形颗粒为所述纳米级压电材料5，所述纳米级压电材料5通过所述粘合剂较为规则地排布在第二层12的棉布层上。

实施例2：

本实施例2与实施例1整体技术方案相同，不同之处在于：

所述滤层1的第一层11、第三层13均采用普通的无纺布；第二层12采用普通的无纺布为载体，将少量纳米级压电材料5通过粘合剂较为规则地排布在所述第二层12的无纺布上。

所述口罩带为高弹性的橡胶头带，通过所述缝合部4固定在所述滤层1的两侧。

本实用新型实现的有益效果是：通过在滤层的中间层上规则附着少量纳米压电材料，从而赋予除菌口罩良好的压电特性，可以有效吸附呼吸中粉尘，特别是PM2.5，又可以分解有害细菌、病毒和相关污染物；其余部件与常用口罩基本相同，从而使得除菌口罩加工成本较低，易于生产和推广；利用口罩使用者的呼吸间产生的压力，压电催化分别被压电材料所吸附的有机物。本发明具有简单易行、透气性好、使用舒适、有利于大规模推广的优点，具有良好的应用价值。

如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，如口罩形状的变化、口罩带形状及材料的变化、鼻夹设计的调整或取消、压电材料的排布方式，等等，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：包括滤层和两个口罩带，两个所述口罩带分别设于所述滤层的两侧，用于将所述除菌口罩固定在面部；所述滤层为三层结构，其中第一层和第三层均为普通的无纺布或棉布层，第二层以普通的无纺布或棉布层为载体，将少量压电材料附着在第二层的所述无纺布或棉布层上，所述第一层、第二层、第三层依次叠放，通过边缘缝合成为所述滤层。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：所述压电材料为纳米级压电材料。

3.根据权利要求2所述的一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：所述纳米级压电材料通过粘合剂附着在第二层的无纺布或者棉布上。

4.根据权利要求3所述的一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：所述粘合剂为液体硅酸钠。

5.根据权利要求3所述的一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：所述纳米级压电材料通过所述粘合剂规则地排布在第二层的无纺布或者棉布上。

6.根据权利要求2所述的一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：所述纳米级压电材料为BaTiO3纳米线、MoS₂中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种基于纳米压电材料的除菌口罩，其特征在于：所述除菌口罩还包括鼻夹，所述鼻夹采用塑性材料制成，设于所述除菌口罩的上侧位置，用于佩戴口罩时夹紧鼻子。

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