一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩制造技术

一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩，包括口罩本体及安装在本体进出气口的CO过滤层，所述CO过滤层为口罩的核心，分为三层，内层为聚氨酯膜，中间层为Au催化剂，外层为聚氨酯膜。所述的中间层为棋盘状的方格构成，各方格中间放置Au催化剂，方格的边框为粘连材料，与内、外层的聚氨酯膜粘连在一起；所述的粘连材料可以为熔融状态下的聚氨酯。本实用新型专利技术成本低、能高效过滤粉尘及CO，其CO过滤层，包括聚氨酯膜和Au催化剂，进而实现在对粉尘颗粒充分隔离的同时将CO去除。本实用新型专利技术口罩具有结构简易，佩戴方便等优点。

A kind of high efficiency filter dust and CO gas mask

The utility model relates to an efficient dust filtering and CO gas mask, which comprises a mask body and a co filter layer installed at the inlet and outlet of the body. The co filter layer is the core of the mask, which is divided into three layers, the inner layer is a polyurethane membrane, the middle layer is an Au catalyst, and the outer layer is a polyurethane membrane. The middle layer is composed of checkerboard like squares, and Au catalyst is placed in the middle of each square. The frame of the square is adhesive material, which is bonded with the polyurethane film of the inner and outer layers; the adhesive material can be polyurethane in the molten state. The utility model has the advantages of low cost and high efficiency in filtering dust and Co. the co filtering layer comprises a polyurethane membrane and an Au catalyst, thereby realizing the CO removal while fully isolating the dust particles. The utility model has the advantages of simple structure, convenient wearing, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩
本技术涉及口罩领域，具体涉及一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩。
技术介绍
在一些密闭空间，如飞机，潜艇，航天器等地方会产生CO气体及易富集空气中的有毒有害的细小颗粒。当空气中的CO含量大于50ppm，便会使人有明显中毒反应。这是由于CO极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，并且CO对全身的组织细胞均有毒性作用，其中对大脑皮质的影响最为严重，严重时会致人死亡。就当前的条件而言，CO氧化脱除需要的温度高，能耗大，而且还会发生爆炸事故。为了消除工作环境中的低浓度的CO，研发人员做了大量的工作，但是无外乎是三种方法。一是物理吸附，使混有CO的空气通过活性炭，利用活性炭具有大比表面积和强吸附能力来过滤掉混杂的CO和粉尘，但是效果不是很好，仍会有相当一部分CO逸出，清除的效果也取决于活性炭的优劣；二是化学吸附，让混合气体通过特定的化学试剂来去除CO，但也达不到百分百转化，并且成本高。又或者使混有CO的空气通过催化剂，也就是使CO氧化成CO2。目前很多贵金属催化剂，如纳米型铂催化剂和纳米型Au催化剂等都能使得CO在常温百分百转化（J.Am.Chem.Soc.2016,138,16130-16139），但是由于贵金属催化剂耐水性差，很容易失活，目前尚未有很好的方法使得贵金属催化剂运用于CO过滤材料，尤其是口罩这一领域；三是物理吸附和化学吸附付共同作用，采用这种方法是可以将CO完全消除，目前市面上的主流便是采用活性炭和化学试剂组成的催化体系。其原理是，通过活性炭去除掉大部分的CO，然后又经过特定的化学试剂将剩余的CO给去除掉。研究人员通过以上方法成功研究出消除CO的防毒面具，但是那些面具也同样存在着一些缺陷：每个防毒面具都携带了一个滤毒罐，滤毒罐里面装满了上述所说的活性炭以及少量的化学试剂，也就是说主要通过物理吸附吸收CO气体。因此造成面具的质量很大，佩戴不便。又因为活性炭吸收CO是物理吸附，所以需要时常更换滤毒罐，使用成本高。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有防毒面具质量大，成本高的缺点，从而提供一种轻便，低成本的高效过滤粉尘及CO防毒口罩。本技术口罩设置了CO过滤层，包括聚氨酯膜和Au催化剂，进而实现在对粉尘颗粒充分隔离的同时，并将CO去除。本技术口罩具有结构简易，佩戴方便等优点。本技术是通过以下技术方案实现的。本技术所述的一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩，包括口罩本体及安装在口罩本体进出气口的CO过滤层，所述CO过滤层为口罩的核心，分为三层，内层为聚氨酯膜，中间层为Au催化剂，外层也为聚氨酯膜。进一步地，所述的中间层为棋盘状的方格构成，各方格中间放置Au催化剂，方格的边框为粘连材料，与内、外层的聚氨酯膜粘连在一起。所述的粘连材料可以为熔融状态下的聚氨酯。进一步地，所述的CO过滤层可以根据所需大小进行相应的拼接及裁剪。本技术口罩本体设置有与脸部贴合的贴合边，为了使得口罩更好与脸部贴合，贴合边采用不透气的塑料。进一步地，所述的口罩本体设置有滤毒盒，CO过滤层可以设置为分体式可拆卸结构，CO过滤层装于滤毒盒，方便更换，且滤毒盒与塑料紧密相连。本技术所述的CO过滤层材料，包括聚氨酯膜，Au催化剂。热塑性聚氨酯先用DMF（N，N-二甲基甲酰胺）溶解，然后再将其制成所需聚氨酯膜的大小及形状，并将Au催化剂置于设计的方格中间，方格边沿再用熔融状态下的聚氨酯涂匀，使Au催化剂固定在两层聚氨酯膜之间。并且可以根据所需的材料大小，进行相应的拼接。之后置于80℃烘箱5分钟，便制成CO防毒口罩的材料。当混有CO的空气通过聚氨酯膜层时，由于聚氨酯膜孔径仅为1-2微米，不但可以去掉空气中的细小颗粒，也可以防水。过滤后的气体会和聚氨酯膜间的Au催化剂接触，混杂在空气中的CO便会立即反应掉。本技术口罩采用无毒且轻便的材料制作而成。所述的聚氨酯膜的质量所需的质量很小，一般为4g左右，也可以根据口罩的大小改变。本技术与现有技术比较的特点：首先，所采用的材料为廉价的聚氨酯，每公斤不到70元，而放入一般大小的口罩中所需的聚氨酯只要4克左右，并且聚氨酯可以循环利用，避免浪费；其次，合成周期短且合成方法简单，只需将聚氨酯和DMF（N，N-二甲基甲酰胺）混合溶解，再加入少量致孔剂碳酸氢铵，然后在温水中超声，由于碳酸氢铵在30℃便会大量分解产生气体，使得聚氨酯溶液间产生大量细小孔道，里面的DMF溶液便会分布在孔道间，而又由于DMF极易与水互溶，使得水会占据原本DMF的空间，超声便加速了这一过程的进行，使得孔道与孔道交错相连，便制成所需的多孔透气聚氨酯膜，并且可以通过加入致孔剂的量来控制孔径大小，而这也适用于大批量生产，聚氨酯和DMF均可以回收。最后，聚氨酯膜包裹Au催化剂后的质量也很小，是市面上的CO滤毒罐的质量几十分之一，并且大部分原料可以进行回收，且使用寿命长。附图说明图1为本技术防毒口罩的外观结构示意图。图2为本技术CO过滤层横截面结构示意图。图3为本技术CO过滤层纵截面结构示意图。图4为本技术Au纳米催化剂的CO氧化活性图。图5为本技术催化剂的寿命评价图。图6为本技术聚氨酯膜的SEM图。A为膜表面，B为膜剖切面，C为膜纵切面，D为膜纵切面局部图。图7为本技术聚氨酯膜的主示意图。图8为本技术聚氨酯膜包裹Au催化剂的其中一种棋盘状的主示意图。图9为本技术聚氨酯膜包裹Au催化剂以及空白聚氨酯的CO氧化活性图。图中，1为口罩本体、2为贴合边、3为滤毒盒、4为CO过滤层、5为聚氨酯膜、6为Au催化剂、7为聚氨酯液体、8为调节皮筋。具体实施方式为了加深对本技术的理解，下面将结合附图和实施例对本技术作进一步的描述，该实施例仅用于解释本技术，并不对本技术的保护范围构成限定。如图1所示，本技术是一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩，包括口罩本体1，并在口罩本体1上设置与脸部贴合的贴合边2，贴合边2与滤毒盒3无缝相连，CO过滤层4装在滤毒盒中，贴合边2采用的是不透气的塑料，并做成拱形与脸部相合，滤毒盒3位于口罩本体1中间。CO过滤层4分为三层，第一层为聚氨酯膜5，第二层为Au催化剂6，第三层为聚氨酯膜5，并用熔融状态下的聚氨酯液体7固定。在贴合边2上设置有调节皮筋8。下面结合附图对本技术作进一步详细的说明。（1）Au纳米催化剂所采用的是传统的高活性的Au/TiO2。采用沉积沉淀法制备Au/TiO2。首先，取0.02gHAucl4加入60mlH2O中溶解，并用1M的氢氧化钠溶液调节溶液pH至9.7，然后再将1g二氧化钛加入溶液中，此时溶液为悬浮液，将此悬浮液置于70度的水浴中并磁力搅拌2小时，冷凝回流。待反应结束，静置室温，离心并用去离子水洗涤直至没有氯离子，用硝酸银检测。之后置于40℃的真空干燥箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩，包括口罩本体及安装在本体进出气口的CO过滤层，其特征是所述CO过滤层为口罩的核心，分为三层，内层为聚氨酯膜，中间层为Au催化剂，外层为聚氨酯膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩，包括口罩本体及安装在本体进出气口的CO过滤层，其特征是所述CO过滤层为口罩的核心，分为三层，内层为聚氨酯膜，中间层为Au催化剂，外层为聚氨酯膜。


2.根据权利要求1所述的一种高效过滤粉尘及CO防毒口罩，其特征是所述的中间层为棋盘状的方格构成，各方格中...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁顺民，李旺，陈超，张宁，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：江西;36