一种防雾霾消毒口罩及制备方法
【专利摘要】一种防雾霾消毒口罩及制备方法，所述口罩包括罩体，罩体设有滤片袋，滤片袋内装有隔离滤片，隔离滤片由无纺布层、碳纤维层和消毒层构成，消毒层中部为纱布在纱布双面涂覆二氧化钛壳聚糖膜。本发明方法包括配置TiO2溶胶、配置壳聚糖溶液胶、磁力搅拌、超声波震荡、涂布成膜、制作滤片等步骤。本发明口罩抗菌消毒、防雾霾效果好，具有吸附过滤重金属离子的功能，吸水透气性强，可快速吸收呼吸排出的水汽，减少了寒冷天气水雾对配戴眼镜的不利影响。本发明所述隔离滤片可用水洗或水蒸气清洗，能够反复使用，大大降低防雾霾口罩使用成本。
【专利说明】
一种防雾霾消毒口罩及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种口罩及制备方法，特别是设有可清洗、可更换滤片的防雾霾消毒口罩。
【背景技术】
[0002]口罩是一种常用的卫生防护用品。随着工业化进程的快速发展，大气污染愈加严重，空气质量不断恶化，雾霾天气的频繁出现对人们身体健康造成威胁，尤其是对长期在室外工作的人们危害更为严重。另一方面，空气中存有多种病毒，流感、禽流感等传染病爆发期间人们出门戴口罩几乎成为必不可少的环节。普通纱布或无纺布口罩由于功能单一、无法有效隔离雾霾和病毒，已经被逐步淘汰，各种不同结构的口罩不断面世，这其中包括防护雾霾功能和防病毒功能的口罩。但现有技术的口罩存有如下问题:1、防止小于2.5微米的雾霾小颗粒吸入肺的效果不佳；2、防病毒消毒功能达不到预期效果；例如，有一种壳聚糖复合口罩，它包括含有壳聚糖颗粒的纱布功能层，壳聚糖是一种绿色环保型抗菌整理剂，具有抗菌消毒功能，但壳聚糖的抗菌活性较低，此外壳聚糖以颗粒状附着的纱布层，其附着力较低，很易脱落，一旦脱落则失去抗病毒的功能，因此这种口罩在实际使用时难以达到理想的抗菌消毒效果；3、现有口罩其共性的缺点是吸水透气性差，在寒冷的天气，哈气产生的水雾会对配戴眼镜人士产生很大麻烦，以至无法佩戴口罩；4、现有的防雾霾口罩、消毒口罩多为一次性产品，不能清洗、使用时间短，增加了使用成本，一定程度上造成浪费；5、现有口罩缺乏对空气中重金属离子的吸附隔离功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防雾霾消毒口罩，它具有良好的隔离雾霾、病毒、重金属离子及吸湿功能，且可以反复清洗使用。
[0004]本发明的另一目的是提供所述防雾霾消毒口罩的制备方法。
[0005]本发明所称问题是通过以下技术方案解决的:
一种防雾霾消毒口罩，包括罩体，所述罩体设有滤片袋，滤片袋内装有隔离滤片，隔离滤片由无纺布层、碳纤维层和消毒层构成，消毒层中部为纱布在纱布双面涂覆二氧化钛壳聚糖膜。
[0006]上述防雾霾消毒口罩，所述消毒层的纱布为一层或两层，所述二氧化钛壳聚糖膜的厚度为20-50Pm，在二氧化钛壳聚糖膜中二氧化钛包括锐钛矿型纳米Ti02和金红石型Ti02，其中锐钛矿型纳米Ti02与金红石型Ti02的质量比为5:3-10:3。
[0007]上述防雾霾消毒口罩的制备方法，所述隔离滤片按照如下步骤制备:
a.配置Ti02溶胶:取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，上述三种物质的体积比为无水乙醇:钛酸四丁酯:水=30:1: 3，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Τ?02溶胶； b.配置壳聚糖溶液胶:按照80ml酸液及20ml水中添加l_5g壳聚糖、5_25mg碘盐的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量碘盐与水混合为均匀的碘盐水，然后将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1%_2%质量浓度的醋酸、盐酸或硝酸，所述碘盐为碘化钾、碘化铵或碘酸钾；
c.磁力搅拌:取a步骤、b步骤制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比Ti02溶胶:壳聚糖溶液胶=1: 9-11将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶20-30分钟；
d.超声波震荡:将经c步骤磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡20-30min，超声频率40KHZ、功率200W、温度40-60°C，使Ti02分散均匀，即制成含有纳米级Ti02的二氧化钛壳聚糖溶胶；
e.涂布成膜:将单层或双层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入碱溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层；
f.制作滤片:取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0008]上述防雾霾消毒口罩的制备方法，所述涂布成膜步骤中的碱溶液为质量百分比为10%的NaOH溶液。
[0009]上述防雾霾消毒口罩的制备方法，选取医用纱布制成罩体，在罩体的内侧面设置软鼻架，在软鼻架下部设置上部开放的滤片袋，滤片袋的形状与隔离滤片的形状、大小匹配，按照消毒层朝向罩体内侧的方式置将隔离滤片放置到滤片袋内。
[0010]本发明所提供的防雾霾消毒口罩包括罩体，罩体设有滤片袋，滤片袋内装有可以清洗、可以更换的隔离滤片。隔离滤片由无纺布层、碳纤维层和消毒层构成，消毒层为涂覆了二氧化钛壳聚糖膜的纱布。隔离滤片的无纺布层对空气中的大颗粒粉尘进行一次隔离，碳纤维层对空气中的小颗粒粉尘进行二次隔离，消毒层在隔离病毒细菌的同时对空气中的极小颗粒粉尘进行三次隔离，经过三次隔离，可以有效防止小于2.5微米的雾霾小颗粒吸入肺部。消毒层的二氧化钛壳聚糖膜，是在壳聚糖中添加二氧化钛和碘盐，通过成膜技术使其牢固的复合在纱布上。本发明在壳聚糖中复合两种形态的纳米级二氧化钛，一方面可以通过协同作用增强其抗菌性，另一方具有吸附过滤重金属离子的功能；再者拓宽了光照频率，使其在日光下具有较高的催化活性。二氧化钛壳聚糖膜吸湿、吸水、透气性强，吸水速度快，可大大降低寒冷天气呼吸水雾对配戴眼镜的不利影响。试验表明，隔离滤片对水蒸汽的吸收性10分钟吸湿增重达30%，40分钟吸湿增重达可达60%以上；吸水性在10分钟内重量可增加250%，最高可达300% ;经过碱液固化成的二氧化钛壳聚糖膜在常温下PH=5-7时对重金属Hg2+有较好的吸附效果。此外，二氧化钛壳聚糖膜不溶于水及碱性溶液，不溶于PH>5的酸溶液，因此隔离滤片可用热水浸泡或蒸汽清洗，清洗后不影响使用效果，该特性降低了使用成本，有利于所述口罩的推广使用。
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0012]图1是本发明防雾霾消毒口罩的示意图； 图2是隔离滤片的示意图；
图3图2的A-A剖视图；
图4是图3 B部的局部放大视图；
图5是本发明二氧化钛壳聚糖膜的SEM图(扫描电镜图)。
[0013]图中各标号清单为:1、罩体，2、软鼻架，3、滤片袋，4、隔离滤片，4-1、无纺布层，4-2、碳纤维层，4-3、二氧化钛壳聚糖膜，4-4、纱布，5、口罩带。
【具体实施方式】
[0014]参看图1，本发明包括罩体I和隔离滤片4，在罩体的内侧上部设有软鼻架2，软鼻架下部设有上部开放的滤片袋3，滤片袋内装有隔离滤片4，罩体两侧设有口罩带5。
[0015]参看图2、图3、图4，隔离滤片由无纺布制作的无纺布层4-1、碳纤维制作的碳纤维层4-2和消毒层构成，消毒层中部为单层或双层纱布4-4，在纱布双侧涂覆二氧化钛壳聚糖膜4-3。隔离滤片在滤片袋中的放置方式应使消毒层朝向罩体内侧。
[0016]本发明在罩体内设置可以清洗、可以替换的隔离滤片，隔离滤片的三层结构可以有效隔离雾霾小颗粒。隔离滤片的无纺布层对空气中的大颗粒粉尘进行一次隔离，碳纤维层对空气中的小颗粒粉尘进行二次隔离，消毒层在抗菌消毒的同时对空气中的极小颗粒粉尘进行三次隔离，经过三次隔离，可以有效防止小于2.5微米的雾霾小颗粒吸入肺部。
[0017]消毒层在医用纱布上涂覆20-50μπι厚度的二氧化钛壳聚糖膜是隔离滤片的关键结构。二氧化钛壳聚糖膜抗菌性良好，可以有效防止口罩滋生细菌。壳聚糖是甲壳索的脱乙酰化产物，具有优异的广谱抗菌性，对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等均有抑制能力，并且具有吸湿性、透气性、降解性、生物活性、鳌合性以及酶固定化作用等特性，无毒、无污染，是一种绿色环保型抗菌剂。金属氧化物Ti02无毒、无味、无刺激性，热稳定性与耐热性好，自身为白色，高温不变色、不分解，并且具有自洁性、抗菌能力强、抗菌谱广、抗菌效果持久等优点。将壳聚糖膜负载纳米Ti02成膜后，二者协同作用，在提高抗菌效果的同时，还具有吸附重金属离子的功效。本发明二氧化钛壳聚糖膜中二氧化钛是以锐钛矿型纳米Ti02和金红石型Ti02以质量比5:3-10:3组合，该组合可将光照频率拓宽至380nm-700nm，在日光下亦具有较高催化活性。二氧化钛壳聚糖成膜后比表面积大幅度增力口，由0.2921m2/g增加到6.2368m2/g。掺杂了碘盐的Ti02强化了气相单质汞催化氧化为汞离子，提高了复合壳聚糖膜捕集重金属汞的能力，同时膜层孔径小，吸水透气性强，可快速吸收呼吸排出的水汽，减少了寒冷天气水雾对配戴眼镜的不利影响；此外，二氧化钛壳聚糖膜不溶于水及碱液，不溶于PH>5的酸溶液，做成隔离滤片可用水洗或水蒸气清洗，反复使用，大大降低防雾霾口罩使用成本。
[0018]本发明所述防雾霾口罩的制备方法包括罩体制作和隔离滤片的制作，其中隔离滤片的制作是本发明方法的关键技术，隔离滤片按照如下步骤制备:
a.配置Ti02溶胶:取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，上述三种物质的体积比为无水乙醇:钛酸四丁酯:水=30:1: 3，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Ti02溶胶。
[0019]b.配置壳聚糖溶液胶:按照80ml酸液及20ml水中添加l_5g壳聚糖、5_25mg的碘盐的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量碘盐与水混合为均匀的碘盐水，然后将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1%-2%质量浓度的醋酸、盐酸或硝酸，所述碘盐为K1、NH4I或碘酸钾。壳聚糖溶液胶中壳聚糖的含量与二氧化钛壳聚糖膜的成膜厚度正相关，按照上述比例配置的壳聚糖溶液胶成膜厚度为20-50Pm。
[0020]c.磁力搅拌:取已制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比Ti02溶胶:壳聚糖溶液胶=1: 9-10将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶20-30分钟。磁力搅拌是为了使上述两种溶液胶达到充分混匀的目的。
[0021]d.超声波震荡:将经过c步骤磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡20_30min，超声频率40KHZ、功率200W、温度40-60°C。超声波震荡步骤可以产生空化作用，空化作用会产生局部的高温高压，并产生巨大的冲击力和微射流，使Ti02溶胶在低温下结晶形成纳米Τ?02,同时纳米粉体在其作用下，表面能被削弱，从而实现对纳米粉体的均匀分散。本发明采用先配置Ti02溶胶、壳聚糖溶液胶，再进行两种溶液胶混匀的方法，相比直接在壳聚糖溶液胶中加入Ti02可以得到纳米Ti02分散的更为充分、在壳聚糖溶液胶中混合的更为均匀的效果。
[0022]e.涂布成膜:将单层或双层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，然后将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入碱溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层。所述碱溶液采用质量百分比为10%的NaOH溶液。上述涂布成膜步骤，有利于纱布挂膜及膜的固化，不需粘结剂粘合，适于批量生产，二氧化钛壳聚糖成膜后与纱布连接牢靠，不易脱落。
[0023]f.制作滤片:取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0024]选取医用纱布制成罩体，在罩体的内侧面设置软鼻架，在软鼻架下部设置上部开放的滤片袋，滤片袋的形状与隔离滤片的形状、大小匹配，按照消毒层朝向罩体内侧的方式置将隔离滤片放置到滤片袋内，即制成本发明所述口罩。
[0025]上述c步骤、d步骤Ti02溶胶与壳聚糖溶液胶混合时磁力搅拌时间、超声震荡时间及反应温度是控制锐钛矿型纳米Ti02和金红石型Ti02的比例及晶粒大小的关键。较高的反应温度、较长的磁力搅拌和超声波震荡时间可以促进锐钛矿型晶粒向金红石型转变，碘离子的掺杂也可以促进锐钛矿型晶粒向金红石型晶粒转变，同时起到抑制晶粒长大、细化晶粒的作用。按照c步骤、d步骤的方法操作，Ti02晶粒直径处于80-400nm之间，锐钛矿型纳米Ti02:金红石型Ti02为5:3-10:3。
[0026]参看图5，由扫描电镜图SEM可以直观看出二氧化钛壳聚糖膜中纳米Ti02的分布情况，呈立方体片状的为金红石型纳米Ti02，颗粒较为细小的为锐钛矿型Ti02，两者比例约为3:7，最小颗粒为碘化物。
[0027]以下给出制作隔离滤片几个具体实施例:
实施例1:按照体积比30:1:3取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Ti02溶胶；按照80ml酸液及20ml水中、Ig壳聚糖及5mg碘化钾的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量碘化钾与水混合为均匀的碘盐水，将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1%质量浓度的醋酸；取已制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比1: 9将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶20分钟；将经磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡30min，40KHZ、功率200W、温度50°C，即制成二氧化钛壳聚糖溶胶；将单层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入质量百分比为10%的NaOH溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂覆有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层；取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0028]实施例2:按照体积比30:1:3取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Ti02溶胶；按照80ml酸液及20ml水中添加3g壳聚糖及1mg碘化铵的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量碘化铵与水混合为均匀的碘盐水，将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为2%质量浓度的盐酸；取已制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比1: 10将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶30分钟；将经磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡25min，40KHZ、功率200W、温度55°C，即制成二氧化钛壳聚糖溶胶；将单层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入质量百分比为10%的NaOH溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂覆有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层；取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0029]实施例3:按照体积比30:1:3取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Ti02溶胶；按照80ml酸液及20ml水中添加5g壳聚糖及15mg碘酸钾的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量的碘酸钾与水混合为均匀的碘盐水，将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1.5%质量浓度的硝酸；取已制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比1: 11将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶25分钟；将经磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡20min，40KHZ、功率200W、温度60°C，即制成二氧化钛壳聚糖溶胶；将双层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入质量百分比为10%的NaOH溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂覆有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层；取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0030]实施例4:按照体积比30:1:3取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Ti02溶胶；按照80ml酸液及20ml水中添加4g壳聚糖及25mg碘酸钾的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量的碘酸钾与水混合为均匀的碘盐水，将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1.5%质量浓度的硝酸；取已制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比1:10.5将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶25分钟；将经磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡30min，40KHZ、功率200W、温度40°C，即制成二氧化钛壳聚糖溶胶；将双层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入质量百分比为10%的NaOH溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂覆有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层；取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0031]实施例5:按照体积比30:1:3取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Ti02溶胶；按照80ml酸液及20ml水中添加2g壳聚糖及25mg碘化钾的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量的碘酸钾与水混合为均匀的碘盐水，将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1.5%质量浓度的硝酸；取已制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比1: 9.5将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶25分钟；将经磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡20min，40KHZ、功率200W、温度45°C，即制成二氧化钛壳聚糖溶胶；将双层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入质量百分比为10%的NaOH溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂覆有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层；取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。
[0032]将按照上述实施例制作的消毒层进行吸湿性试验:对水蒸汽的吸收性，以单层纱布涂覆二氧化钛壳聚糖膜的消毒层10分钟吸湿增重达30%，40分钟吸湿增重达可达60%以上；以双层纱布涂覆二氧化钛壳聚糖膜的消毒层，10分钟吸湿增重30%，40分钟吸湿增重可达90%。
[0033]将按照上述实施例制作的消毒层进行吸水性试验:吸水迅速10分钟内重量可增加250%，最高可达300%。
[0034]将按照上述实施例制作的消毒层进行汞离子吸附试验:在常温可见光下，PH=5~7时对重金属Hg2+有较好的吸附效果:初始汞浓度为lppm，溶液25ml时，投入本发明二氧化钛壳聚糖膜100mg，20分钟时吸附容量为179470ng/g，吸附效率为71.79% ；40分钟时吸附容量为251520ng/g，吸附效率为100% ;对比单纯壳聚糖膜，相同条件下20分钟吸附容量仅为40430ng/g，吸附效率为16.18%, 60分钟时吸附效率达到72%。可见本发明二氧化钛壳聚糖膜的吸附能力是单纯壳聚糖膜的4.44倍，吸附速率大大加快。
[0035]将按照上述实施例制作的消毒层进行气态汞单质吸附试验:40°C空气气氛下，单质汞浓度为15Pg/m3时，膜层质量为20mg时，20min内单质汞平均吸附效率在80%，40min内平均吸附效率在65%以上。
【主权项】
1.一种防雾霾消毒口罩，包括罩体(I )，其特征在于:所述罩体设有滤片袋(3)，滤片袋内装有隔离滤片(4)，隔离滤片由无纺布层(4-1)、碳纤维层(4-2)和消毒层构成，消毒层中部为纱布(4-4 )在纱布双面涂覆二氧化钛壳聚糖膜(4-3 )。2.根据权利要求1所述的防雾霾消毒口罩，其特征在于:所述消毒层的纱布为一层或两层，所述二氧化钛壳聚糖膜的厚度为20-50μπι，在二氧化钛壳聚糖膜中二氧化钛包括锐钛矿型纳米Ti02和金红石型Ti02，其中锐钛矿型纳米Ti02与金红石型Ti02的质量比为5:3_10:3 ο3.根据权利要求1或2所述防雾霾消毒口罩的制备方法，其特征在于:所述隔离滤片按照如下步骤制备: a.配置Ti02溶胶:取无水乙醇、钛酸四丁酯、水，上述三种物质的体积比为无水乙醇:钛酸四丁酯:水=30:1: 3，将无水乙醇总量的三分之二与钛酸四丁酯混合搅拌均匀，将余量无水乙醇与水混合后滴入无水乙醇与钛酸四丁酯的混合物中，加入酸液调节上述混合物的PH为3，继续搅拌2小时，即制备成Τ?02溶胶； b.配置壳聚糖溶液胶:按照80ml酸液及20ml水中添加l_5g壳聚糖、5_25mg碘盐的比例配置壳聚糖溶液胶，将配比量碘盐与水混合为均匀的碘盐水，然后将配比量的壳聚糖、酸液和碘盐水混合搅拌，至壳聚糖完全溶解，即制备成壳聚糖溶液胶，所述酸液为1%_2%质量浓度的醋酸、盐酸或硝酸，所述碘盐为碘化钾、碘化铵或碘酸钾； c.磁力搅拌:取a步骤、b步骤制备的Ti02溶胶和壳聚糖溶液胶，按照体积比Ti02溶胶:壳聚糖溶液胶=1: 9-11将Ti02溶胶添加到壳聚糖溶液胶中，磁力搅拌混合溶液胶20-30分钟； d.超声波震荡:将经c步骤磁力搅拌的混合溶液胶用超声波震荡20-30min，超声频率40KHZ、功率200W、温度40-60°C，使Ti02分散均匀，即制成含有纳米级Ti02的二氧化钛壳聚糖溶胶； e.涂布成膜:将单层或双层医用纱布浸入二氧化钛壳聚糖溶胶中，将充分浸透二氧化钛壳聚糖溶胶的医用纱布取出再浸入碱溶液中固化成膜，取出水洗、晾干，即制成涂有二氧化钛壳聚糖膜的消毒层； f.制作滤片:取无纺布、碳纤维与上述步骤制作的消毒层剪裁成块，按照无纺布、碳纤维、消毒层的顺序将上述三者复合缝制成片状，即制成隔离滤片。4.根据权利要求3所述的防雾霾消毒口罩的制备方法，其特征在于:所述涂布成膜步骤中的碱溶液为质量百分比为10%的NaOH溶液。5.根据权利要求4所述的防雾霾消毒口罩的制备方法，其特征在于:选取医用纱布制成罩体，在罩体的内侧面设置软鼻架，在软鼻架下部设置上部开放的滤片袋，滤片袋的形状与隔离滤片的形状、大小匹配，按照消毒层朝向罩体内侧的方式置将隔离滤片放置到滤片袋内。
【文档编号】A41D13/11GK106031530SQ201510114477
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月16日
【发明人】高鹏, 杨勇平, 高彬彬, 张锴, 高建强, 陈鸿伟
【申请人】华北电力大学（保定）