专利名称：具有高吸附性能的光催化电子口罩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有杀菌消毒功能的电子口罩，具体为一种配有便携式电子电源系统的，活性炭高吸附性能的光催化电子口罩。
背景技术：
利用TiO2、ZnO和FeO等可以作为高效防菌、消臭剂，而当粒径达到纳米尺度时，二氧化钛等具有很强的光催化能力，电子被激发后留下的空穴h+是很强的氧化剂，而被激发的电子则是很好的还原剂，光催化反应生成的自由基非常活泼，有很强的化学活性，能与细菌及分化的毒素等有机物、碳氢化合物反应，使其对细菌、残骸和毒素的杀除能力超越了传统的抗菌剂。
TiO2光催化剂的工作效率与其被处理物接触的机率有关。如将经修饰的TiO2与纳米活性炭结合使用，则光催化效率可大大提高。为提高光催化效率，采用在TiO2等光催化剂内掺加活性炭，或掺加金属盐或氧化物，如银、铜、锌等氧化物，或加强其载体的性能，来提高光催化剂的适用范围及工作效率。
目前一般光催化剂已在空气净化、水质净化等环境保护方面得到应用，但因成本高、光催化的效率低，在防化、防毒、防菌的呼吸器方面的应用目前还难以推广。
现在市售的普通纱布口罩为6～8层纱布口罩，在使用4～6小时后即失去防毒、防菌效果；日常所用的活性炭防化、防毒、防菌呼吸器也存在着吸附饱和失效的危险；一般的紫外光杀菌口罩存在着紫外光泄漏伤害人体的危险。
据有关资料介绍，目前日本的光催化净化空气处理器上采用的是炭纤维负载光催化剂。成本高，制备工艺复杂。
由于光催化电子口罩、普通纱布口罩等在使用一段时间后，需清洗消毒，因此，使用寿命性能受到影响。
发明内容
本实用新型针对目前使用的卫生纱布口罩、防毒、防化呼吸器、紫外杀菌呼吸器存在的问题提供一种成本低，可重复清洗、消毒的具有高吸附性能的光催化电子口罩。
达到本实用新型目的的具有高吸附性能的光催化电子口罩(参看图1)由纱布外套1、内框2、负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层3、无臭氧紫外灯4、活性炭层5、逆变电源6、呼气阀7组成，口罩一端为可贴合人口鼻处的形状，从另一端到贴口、鼻端依次为外套纱布滤层，填充在内框中的负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层3，活性炭层5，无臭氧紫外灯4在两个载纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层3中间，逆变电源6接无臭氧紫外灯4，呼气阀7为单向止逆阀，设置在内框的贴合人的口鼻端，吸气时关闭，呼气时开启。
负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜材料的载体为无碱玻璃纤维。
所述的无臭氧紫外灯为0.5～3瓦，φ20～60mm的圆形紫外灯。
所述的内框由合适强度的无毒塑料制成。
所述的逆变电源配用常规锂离子便携式电池。
所述的无碱玻璃纤维负载纳米活性炭和光催化剂薄膜的制备工艺是在无水乙醇内用3％(体积)的糊化淀粉与3％(体积)光催化剂前驱体钛酸丁脂，掺加相当于钛酸丁脂重量0.1 10％的硝酸银或硝酸铜或硝酸锌，并掺加一定量的二乙醇胺、聚乙二醇制成溶胶，经浸渍法或涂布法将溶胶负载玻璃纤维上1～4次，经300℃～650℃炭化、蒸气活化，在玻纤上原位合成具有纳米活性炭、纳米复合光催化剂薄膜。该薄膜具有较好的活性炭吸附能力，较好光催化效率。利用该材料净化处理室内甲醛气体，在1克/m3高浓度条件下，1小时可吸附并降解甲醛气体94.99％，测试仪为上海产7502分光光度计。
本口罩可用臭氧消毒箱或柜进行消毒、杀菌。以此可减少电子口罩用水清洗的次数，从而延长其使用寿命。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中1纱布外套，2内框、3负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层，4无臭氧紫外灯，5活性炭层，6逆变电源，7呼气阀。
具体实施方式
实施例1按图1所示的结构制作具有高吸附性能的光催化电子口罩，首先将卫生纱布缝制成1～4层的袋装口罩样式外套1，将整体电子口罩置于外套1内。电子口罩内装置光催化纤维层3及紫外灯4，紫外光灯固定在内框2上，该框用塑料制成，将预先配制好的高吸附性光催化玻璃纤维，团置于框内包裹住紫外灯管4。灯管用导线与便携式干电池(逆变电源6)连接，按矿灯式样连接、安装使用，呼气阀7为单向止逆阀，在内框的贴合人的口鼻端设置单向止逆呼气阀7。人吸气时，外进气体经外袋纱布粗滤灰尘微粒，进入光催化腔体，经紫外光杀菌、光催化杀菌降毒吸入体内。呼出气体呼气阀排出。
实施例2对现有全面或半面的防毒面具改装为具有高吸附性能的光催化电子口罩，将无臭氧紫外灯系统置入活性炭滤盒中部，其活性炭制备成板状，用光催化玻璃纤维包裹紫外灯管，灯管与体外配置的电子电源系统连接即可，灯管功率一般在0.5～3瓦左右，其紫外灯管应为无臭氧灯管材，电源为常规便携式蓄电池，采用电源逆变系统。一般情况下，光催化玻纤在使用较长时间后，可置于清水中稍浸泡，干燥后可重复使用。
权利要求1.一种具有高吸附性能的光催化电子口罩，其特征是由纱布外套(1)、内框(2)、负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层(3)、无臭氧紫外灯(4)、活性炭层(5)、逆变电源(6)、呼气阀(7)组成，口罩一端为可贴合人口鼻处的形状，从另一端到贴口、鼻端依次为外套纱布滤层，填充在内框中的负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层(3)，活性炭层(5)，无臭氧紫外灯(4)在两个载纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层(3)中间，逆变电源(6)接无臭氧紫外灯(4)，呼气阀(7)为单向止逆阀，设置在内框(2)的贴合人口鼻的一端，吸气时关闭，呼气时开启。
2.如权利要求1所述的口罩，其特征是负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜材料的载体为无碱玻璃纤维。
3.如权利要求1所述的口罩，其特征是所述的无臭氧紫外灯为0.5～3瓦，φ20～60mm的圆形紫外灯。
4.如权利要求1所述的口罩，其特征是所述的内框(2)由无毒塑料制成。
5.如权利要求1所述的口罩，其特征是所述的逆变电源配用常规锂离子便携式电池。
专利摘要一种具有高吸附性能的光催化电子口罩。该口罩由纱布外套1、内框2、负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层3、无臭氧紫外灯4、活性炭层5、逆变电源6、呼气阀7组成，口罩一端为可贴合人口鼻处的形状，从另一端到贴口鼻端依次为外套纱布滤层，填充在内框中的负载有纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层，活性炭层，紫外灯4在两个载纳米活性炭和光催化剂薄膜的材料层3中间，紫外灯接逆变电源，呼气阀为单向止逆阀，设置在内框的贴合人口鼻的一端。本口罩对有机物、臭气、细菌、病毒、病菌具备较好吸附、杀灭能力及高光催化性能，且成本较低，耐多次清洗，配用臭氧自动延时消毒贮柜，可增加重复使用次数。
文档编号A62B23/00GK2652434SQ0323733
公开日2004年11月3日 申请日期2003年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者董学斌, 熊先立, 木士春, 董毅, 万敏, 赵国荣 申请人:武汉理工大学