[发明专利]一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜及制备方法

说明书

本发明属于医用卫生材料技术领域，具体涉及一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜及制备方法，先以稻壳粉、石墨烯‑纳米二氧化铈复合粉末、聚乙烯醇、虎杖根提取物为原料制成芯层溶液或壳层溶液，然后通过同轴静电纺丝制成纳米纤维膜；其中，在制备壳层溶液时，先将聚乙烯醇溶于水中制成水溶液，再将酯化稻壳粉、石墨烯‑纳米二氧化铈复合粉末、虎杖根提取物分散于甲醇中制成甲醇溶液，最后将水溶液与甲醇溶液搅拌混匀即可；在制备芯层溶液时，先将十六烷基三甲基溴化铵溶于甲醇中，然后加入稻壳粉，超声波分散均匀即得。本发明所得纳米纤维膜具有较好的空气净化效果，可用于口罩制作，制得的口罩防护效果好，使用舒适度好，力学性能佳。

技术领域

本发明属于医用卫生材料技术领域。更具体地，涉及一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜及制备方法。

背景技术

随着工业化的快速发展，全球空气污染越来越严重，雾霾就是目前常见的污染现象。研究表明，PM2.5颗粒物的浓度水平与呼吸系统、心肺疾病的发病率及死亡率有不可忽视的关系。近年来人们越来越重视自身防护，口罩就是最为常见的一种个人卫生防护用品，是以人体呼吸力为动力，净化大气环境以满足人体对洁净空气的需求。

对于口罩而言，纤维过滤层的过滤效率的高低决定了口罩的使用效果，而空气阻力的高低决定了口罩的使用舒适度。良好的纤维过滤材料应兼具高过滤效率、低空气阻力、良好安全性等特点。

纳米纤维是指纤维直径大小处于纳米尺寸范围内的超细纤维。与常规纤维相比，纳米纤维具有的界面效应、小尺寸效应以及大的比表面积等特点，非常适合用作口罩过滤层。纳米纤维制成的口罩，可以通过物理拦截和表面吸附作用过滤空气中的污染物，具有高的过滤效率以及良好的安全性，因而备受关注。

尽管纳米纤维具有天然的技术优势，但是在口罩生产中却仍有很多问题，比如力学性能欠佳，容易部分堆积或分离，进而影响口罩的防护效果和使用舒适度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有纳米纤维制成的口罩防护效果、使用舒适度和力学性能等指标欠佳的缺陷和不足，提供一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜及制备方法。

本发明的目的是提供一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜的制备方法。

本发明另一目的是提供利用上述制备方法得到的一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜。

本发明另一目的是提供上述生物基空气净化纳米纤维膜在制作口罩中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜的制备方法，先以稻壳粉、石墨烯-纳米二氧化铈复合粉末、聚乙烯醇、虎杖根提取物为原料制成芯层溶液或壳层溶液，然后通过同轴静电纺丝制成纳米纤维膜；其中，以重量份计，壳层溶液的制备方法如下：

(1)先将新鲜虎杖根经预处理制成虎杖根浆液，接种植物乳杆菌，发酵，过滤，得到发酵液，再将发酵液经液膜萃取，得到虎杖根提取物，备用；

(2)然后将1份聚乙烯醇溶于4～5份水中，得到水溶液；

(3)再将0.08～0.1份十六烷基三甲基溴化铵溶于8～10份甲醇中，继续加入3～4份稻壳粉、0.01～0.02份石墨烯-纳米二氧化铈复合粉末、0.8～1份虎杖根提取物，超声波分散均匀，得到甲醇溶液；

(4)最后将水溶液与甲醇溶液搅拌混匀，即得所述的壳层溶液；

以重量份计，所述芯层溶液是先将0.08～0.1份十六烷基三甲基溴化铵溶于8～10份甲醇中，然后加入3～4份稻壳粉，超声波分散均匀而得。

优选的，所述稻壳粉的制备方法如下：先将干燥稻壳粉碎至30～40目，接着超微粉碎至1μm以下，得到稻壳粉。