[发明专利]一种具有防雾霾功能的口罩及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护和卫生防护的技术领域，特别涉及一种具有防雾霾功能的口罩及其制备方法。

背景技术

雾霾是一种大气污染状态，由空气中的水分、灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等成份组成。近年来随着空气质量的恶化，雾霾天气现象出现增多、危害加重，我国对雾霾的关注程度日益加重，不少地区将雾霾作为灾害性天气现象进行预警预报，统称为“雾霾天气”。

雾霾中含有各种对人体有害的细颗粒、有毒物质达20多种，包括了酸、碱、盐、胺、酚等，以及尘埃、花粉、螨虫、流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等，其含量是普通大气水滴的几十倍。通常认为Pm2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）是造成“雾霾天气”的“元凶”。公众出门一般采取戴口罩的方式降低雾霾对健康的影响。

传统口罩以过滤阻尘为目的。其阻尘效率的高低是以其对微细粉尘，尤其是5微米以下的呼吸性粉尘的阻隔效率为标准。但是，一些存在于空气中呈气溶胶状态的有机物和细菌、病毒等，会从口罩面料的网眼中穿过去，进入呼吸系统，危害人体健康。

本发明所公开的“负载纳米TiO₂的活性炭纤维布+活性炭层”为主体功能材料的防雾霾功能的口罩，除了具有常规口罩的过滤阻尘功能以外，更将纳米TiO₂在紫外线下的光催化能力与活性炭纤维和活性炭层的高吸附能力相结合，提供了本发明对细菌病毒的杀灭、有机污染物的分解和吸附能力。

纳米TiO₂无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性能好，能有效利用太阳能（约总太阳光强的3%）光催化氧化有机物。研究表明：在锐钛型TiO₂和金红石型TiO₂混合比例约75:25时，纳米TiO₂的光催化氧化能力最强。此外，在纳米TiO₂中适度掺杂Fe³⁺、Mo⁵⁺、Ru³⁺、V⁴⁺等过度金属离子，可将激发光的波长范围从387nm以下扩大到可见光区（约600nm），有效促进光催化反应；将光活性化合物如、硫堇、荧光素衍生物等吸附于光催化剂表面，可扩大激发光波长范围，提高纳米TiO₂对太阳能的利用率，增加光催化反应的效率。

活性炭纤维具有丰富的微孔和巨大的比表面积，其吸附容量远远高于沸石、树脂、硅胶等多孔吸附材料，也远高于其他同类型活性炭产品。基于上述结构特点，活性炭纤维布对有机物具有很强的吸附能力，可以吸附去除PPm、PPb级别甚至更低浓度的有机污染物。但由于吸附饱和后必须进行脱附再生才能继续使用，存在操作工艺复杂、容易产生二次污染等问题。而在改性活性炭纤维表面负载纳米TiO₂，使有机物在活性炭纤维表面富集时由于光催化氧化作用得到快速有效的降解，使活性炭纤维原位再生，可有效解决上述问题。

中国专利申请号201520277096.6，授权公告日2015年08月26日的专利文件公开了一种防雾霾抗菌口罩，该口罩内外层之间设置放置腔，在其中分别放入滤片和药物袋，从而起到过滤雾霾中有毒粉尘和清咽利喉的作用，口罩共10层。其中，口罩内层由麻赛尔纤维、涤纶纤维等混纺而成的表层织物（1），以及竹炭纤维等混纺而成的里层织物（2）组成；口罩外层由罗布麻纤维和天丝等混纺纱织造而成的上层织物（3），以及精梳长绒棉等混纺而成的下层织物（4）组成；滤片由银纤维抗菌层（5），微孔海绵（6）和活性炭颗粒与高碘树脂混合层（7）、氧化钛吸附层（8）、活性炭吸附层（9）组成的过滤层，以及熔喷无纺布层（10）组成；药物袋中放置中草药以起到清咽利喉的作用。

中国专利申请号201510099670.8，申请公布日2015年5月20日的专利文件公开了一种防汽车尾气防雾霾口罩，所用材料从外到内依次为表面负载纳米TiO₂的棉织物、聚丙烯纺粘无纺布、静电驻极聚丙烯纺粘无纺布、负载CO消除剂的活性炭纤维层、聚丙烯纺粘无纺布和表面负载茶多酚的棉织物共6层。表面负载纳米TiO₂的棉织物采用丙烯酸酯、纳米TiO₂和水等混合后，将棉织物二浸二轧烘干而得；负载CO消除剂的活性炭纤维层采用将血红蛋白、维生素C、碳酸钠和水等按照一定比例配成溶液后，活性炭浸入6小时烘干而得；表面负载茶多酚的棉织物，将茶多酚加水和少量磷酸氢二钠-柠檬酸按照一定比例配制成水溶液，加热到90℃浸泡60min烘干即得。

上述发明所公开的防雾霾口罩，主要存在以下问题：