[发明专利]一种基于电荷泵原理的高过滤效率摩擦电口罩

说明书

本发明涉及一种基于电荷泵原理的高过滤效率摩擦电口罩，包括滤芯和外部保护层，所述滤芯位于外部保护层中，所述滤芯包括正摩擦层和负摩擦层，所述正摩擦层和负摩擦层在呼气时分离，在吸气时贴合；所述正摩擦层还通过导线与外接的电荷泵部分的正极相连，所述负摩擦层还通过导线与所述电荷泵部分的负极相连；所述电荷泵部分用于为所述滤芯输送电荷。本发明能够提高口罩的过滤性能，且无需持续通电。

技术领域

本发明涉及医疗防护技术领域，特别是涉及一种基于电荷泵原理的高过滤效率摩擦电口罩。

背景技术

2020年新型冠状病毒(COVID-19)爆发，其传染速度较快，传播途径较广，感染人群较多，目前认为，飞沫传播和接触传播是新型冠状病毒的主要传播途径。因此，采取必要的防护手段至关重要。现阶段较为有效的防护措施为佩戴口罩，口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，可有效的防止病毒通过呼吸道进入肺部，引发疾病。传统工艺生产的静电吸附口罩，仅限于利用驻极体制成内层滤芯，并通过电晕放电向驻极体充电，提高其吸附能力，然而驻极体中电荷极易流失，口罩过滤效率下降迅速。

现有专利文献CN206604639U公开的口罩，其净化组件由两层铜导电网板组成，两层网板间彼此绝缘；将净化组件与直流电源连接，从而增强过滤效率，然而其不具有储存电荷功能，电荷很快从导电网板中流失，电荷保持性能较差，需持续接通外电源，且佩戴舒适性较差。现有文献(Adv.Funct.Mater.2018,28,1706680)提出一种新型摩擦电空气净化器，然而此装置对PM2.5这种较大颗粒过滤效率较高，对粒径小于0.3μm的颗粒过滤效率不佳。因此，亟需开发一种既具有高过滤效率，又无需持续接通外电源的口罩。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电荷泵原理的高过滤效率摩擦电口罩，能够提高口罩的过滤性能，且无需持续通电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于电荷泵原理的高过滤效率摩擦电口罩，包括滤芯和外部保护层，所述滤芯位于外部保护层中，所述滤芯包括正摩擦层和负摩擦层，所述正摩擦层和负摩擦层在呼气时分离，在吸气时贴合；所述正摩擦层还通过导线与外接的电荷泵部分的正极相连，所述负摩擦层还通过导线与所述电荷泵部分的负极相连；所述电荷泵部分用于为所述滤芯输送电荷。

所述正摩擦层由导电布构成，并在所述导电布的四周粘合有绝缘透气布料。

所述负摩擦层由表面具有碳氟纳米纤维的导电布构成。

所述负摩擦层的制备方式为：将导电布粘贴至单辊机上，经静电纺丝装置，正负高压电源将纺丝液静电喷射成丝，通过调控单辊机转速和纺丝时间，得到表面具有碳氟纳米纤维膜的导电布。

所述正负高压电源的电压为16-18kV；所述单辊机的转速为30-50rad/min；所述纺丝时间为40-60min。

所述碳氟纳米纤维为聚偏二氟乙烯纳米纤维。

所述电荷泵部分包括锂电池、二极管和电容器，所述锂电池的正极与所述二极管的正极相连，所述二极管的负极与所述正摩擦层连接；所述锂电池的负极与所述负摩擦层连接；所述锂电池的正极和负极之间还连接有所述电容器。

所述锂电池的电压为3.7V，所述二极管的整流电流为1A，耐压值为1000V，所述电容器的电容量为25nf。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明基于电荷泵原理设计的摩擦电口罩，能够实现高过滤效率，无需持续接通外电源，并且制备简便，用材低廉，佩戴舒适。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作原理示意图；