[实用新型]一种基于纳米压电材料的除菌口罩

说明书

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。

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。