[发明专利]一种电化学口罩

说明书

本发明涉及一种电化学口罩，包括中间过滤层和位于中间过滤层外侧的外表层，还包括位于中间过滤层内侧的电化学膜电极层，所述电化学膜电极层包括吸湿内表层，以及设置在吸湿内表层外侧面的阴极析氢层和设置在吸湿内表层内侧面的阳极析氧层，所述阴极析氢层和阳极析氧层分别通过导线连接设置在口罩上的电源。本发明通过口罩吸湿内表层吸收呼吸蒸汽中的水分，连通阴极析氢层和阳极析氧层之间的离子通路，将呼吸蒸汽中的水电解为氧气和氢气，解决了口罩佩戴过程中呼吸蒸汽引起口罩失效的问题；同时，氧气回供人体，为口罩佩戴者增氧；本发明不改变常规口罩制备工艺，工艺简单，制备成本低廉，是特种功能口罩。

技术领域

本发明涉及一种口罩，尤其涉及一种特种功能口罩，具体是指一种电化学口罩。

背景技术

目前市面上的口罩多采用物理防护，口罩中起到主要吸附作用的静电吸附层遇水后容易失效，而人的呼吸蒸汽中含有大量的水蒸气，当佩戴一定时间后，口罩中积累的水蒸气会造成口罩失效。

口罩佩戴者最常遇到的另外一个问题就是呼吸不畅，特别是处于运动状态时，呼吸不畅的感觉更加明显。对于在雾霾天、沙尘暴天气、春天花粉传播高峰期、流感爆发期等需要戴口罩时期，佩戴口罩晨练，骑单车、走路上班等就会让人感觉呼吸不畅甚至胸闷，这是人体缺氧的表现。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种电化学口罩，在现有口罩的基础上，创造性地增加电化学装置，将呼吸蒸汽中的水电解为氧气和氢气，氧气回供人体，实现了呼吸蒸汽分解和氧气补充，解决了口罩佩戴过程中的蒸汽影响以及佩戴缺氧问题。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种电化学口罩，包括中间过滤层和位于中间过滤层外侧的外表层，还包括位于中间过滤层内侧的电化学膜电极层，所述电化学膜电极层包括吸湿内表层，以及设置在吸湿内表层外侧面的阴极析氢层和设置在吸湿内表层内侧面的阳极析氧层，所述阴极析氢层和阳极析氧层分别通过导线连接设置在口罩上的电源。

本方案的内侧为靠近人体呼吸系统的一侧，外侧为远离人体的一侧，由于人体呼吸蒸汽含有大量的水分，通过设置的吸湿内表层将这些水分吸收，从而连通阴极析氢层和阳极析氧层之间的离子通路，在阳极析氧层处水电解产生氧气，在阴极析氢层处水电解产生氢气，消耗掉呼吸蒸汽中的水分，解决了口罩佩戴过程中呼吸蒸汽引起口罩失效的问题，产生的氧气回供人体，为口罩佩戴者增氧。

作为优化，所述阳极析氧层和阴极析氢层为碳基薄膜或金属基薄膜。本优化方案中阳极析氧层和阴极析氢层的材料导电性好，制备方法简单。

作为优化，碳基薄膜为功能石墨薄膜、功能石墨烯薄膜、功能碳纤维薄膜或功能碳薄膜。本优化方案中的材料制备方法简单，工艺和普通口罩的工艺兼容性好，易于生产。

作为优化，金属基薄膜为铁、钴、镍、钼、钨以及它们的合金或化合物。本优化方案中的材料制备方法简单，成本低廉，产氢、产氧的效率高。

作为优化，所述阳极析氧层和阴极析氢层通过喷涂、蒸镀或溅射设置在吸湿内表层。本优化方案的阳极析氧层和阴极析氢层在吸湿内表层通过喷涂、蒸镀或溅射的方法制备，工艺成本低，有利于降低生产成本。

作为优化，阳极析氧层与其口罩吸湿内表层的连接导线一次成型制备，阴极析氢层与其口罩吸湿内表层的连接导线一次成型制备。本优化方案将阳极析氧层与其吸湿内表层的连接导线同时制备，一次成型，将阴极析氧层与其吸湿内表层的连接导线同时制备，一次成型，大大简化了制备工艺，一次成型也提高了产品的可靠性，同时避免了口罩内部焊线，增加了口罩的佩戴舒适性。

作为优化，所述阳极析氧层和阴极析氢层的尺寸小于或等于吸湿内表层的尺寸。通过本优化方案的设置，可以根据实际需求选择阳极析氧层、阴极析氢层与吸湿内表层的尺寸关系，从而适应不同口罩的需求。

作为优化，电化学膜电极层靠近人体的一侧设置有面部贴合层。本优化方案通过设置面部贴合层，进一步提高了口罩佩戴舒适性。