一种预防PM2.5颗粒物的滤芯、口罩及滤芯的制备方法技术

本发明专利技术涉及卫生用品领域和生物工程技术领域，具体涉及一种预防PM2.5颗粒物的滤芯、口罩及滤芯的制备方法。所述滤芯包括细菌纤维素抑菌膜，所述细菌纤维素抑菌膜由细菌纤维素膜与抑菌剂复合制得，耐水性良好，能有效吸附和过滤PM2.5颗粒物质，同时还具有良好的杀菌抑菌作用。本发明专利技术将细菌纤维素膜浸润于0.4～1g/L的聚赖氨酸溶液中，取出干燥定型后，得到所述滤芯，上述滤芯的制备方法生产成本低、方法简单；制得的滤芯能够应用于防霾口罩的生产。

A method for the preparation of filter core, mask and filter core for preventing PM2.5 particles

The invention relates to the field of sanitary articles and the technical field of biological engineering, in particular to a preparation method of a filter core, a mask and a filter core for preventing PM2.5 particles. The filter element comprises a bacterial cellulose antibacterial film, and the bacterial cellulose antibacterial film is prepared by compounding bacterial cellulose membrane and bacteriostatic agent, and has good water resistance. It can effectively adsorb and filter PM2.5 particulate matter, and has good bactericidal and bacteriostatic effects. The bacterial cellulose membrane is infiltrated in the 0.4 ~ 1g/L poly lysine solution, and the filter core is obtained after taking out the drying and shaping. The preparation method of the filter core has low production cost and simple method, and the filter core can be applied to the production of the anti haze mask.

【技术实现步骤摘要】
一种预防PM2.5颗粒物的滤芯、口罩及滤芯的制备方法
本专利技术涉及卫生用品领域，具体涉及一种预防PM2.5颗粒物的滤芯、含有该滤芯的口罩，及该滤芯的制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业的飞速发展，空气污染日益严重，雾霾更是人们关注的焦点。雾霾的核心在于PM2.5，PM2.5又称细颗粒物，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。与大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。世界卫生组织发布的报告表明，由室外空气污染导致的过早死亡人数，平均为每天1000人，每年有35至40万的人面临着死亡。对颗粒的长期暴露可引发心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。对于PM2.5的预防，常用方法是佩戴口罩。由于颗粒物太细小，一般常规口罩不会起到作用，比如有活性炭滤片的口罩以及医用口罩是无法防PM2.5的。授权公告号为CN203389241U的技术专利中，利用聚四氟乙烯材质制作的滤芯耗费时间长，生产成本高，PM2.5吸附效果不明显，且无法有效过滤PM2.5携带的致病菌。授权公告号为CN203898978U的技术专利中，利用香烟过滤嘴的过滤材质醋酸纤维作为滤芯，但是醋酸纤维易湿，湿透后会导致强度下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种预防PM2.5颗粒物的滤芯、口罩及滤芯的制备方法。本专利技术预防PM2.5颗粒物的滤芯应用生物材料制成，耐水性良好、杀菌效果好、透气性能佳，且对人体无副作用，对环境无污染。本专利技术提供了一种预防PM2.5颗粒物的滤芯，所述滤芯包括细菌纤维素抑菌膜，所述细菌纤维素抑菌膜由细菌纤维素膜与抑菌剂复合制得。优选的，所述抑菌剂附着在所述细菌纤维素膜内部空间内，所述抑菌剂包括聚赖氨酸、乳酸链球菌素，纳他霉素，氧化石墨烯，纳米银中的一种或多种。优选的，所述细菌纤维素膜由模式菌株发酵分泌的细菌纤维素在气液界面自组装形成。优选的，所述细菌纤维素抑菌膜为1～3层，所述细菌纤维素抑菌膜的总厚度为0.1～3mm。本专利技术提供了上述滤芯的制备方法，将细菌纤维素膜浸润于抑菌剂溶液中，得到浸润细菌纤维素膜；将所述浸润细菌纤维素膜干燥定型后，得到滤芯。优选的，所述抑菌剂溶液为0.4～1g/L的聚赖氨酸溶液。优选的，所述干燥定型的方法包括：将浸润细菌纤维素膜置于聚四氟乙烯膜上鼓风干燥。优选的，所述浸润前还包括：将细菌纤维素膜纯化，所述纯化为：将细菌纤维素膜浸泡于0.001～0.3mol/L的碱性溶液中纯化3～60h；优选的，所述碱性溶液为NaOH溶液。优选的，所述细菌纤维素膜由模式菌株发酵分泌的细菌纤维素在气液界面自组装形成。优选的，所述模式菌株为保藏编号为CGMCCNo.2955的木葡糖酸醋杆菌。优选的，所述发酵的温度为28～32℃；发酵的时间为4～10d；发酵过程中通富氧空气，所述富氧空气的含氧量为30～50％，所述富氧空气的通气速率为15～20ml/min；优选的，所述发酵用培养基为pH5.5～6.5的液体培养基，包括8～12g/L的葡萄糖、8～12g/L的蛋白胨、7～8g/L的酵母粉和8～12g/L的Na2HPO4。本专利技术还提供了一种防霾口罩，包括固定器，还包括上述滤芯。优选的，所述防霾口罩为鼻塞式口罩、挂耳式口罩或头戴式口罩。优选的，所述鼻塞式口罩的口罩滤芯为子弹头状，所述子弹头状的底面直径为9～11mm。有益效果：本专利技术提供了一种预防PM2.5颗粒物的滤芯，所述预防PM2.5颗粒物的滤芯应用生物材料制成，在细菌纤维素膜的内部空间内搭载抑菌剂。生物纤维素膜耐水性良好、透气性能佳，能有效吸附和过滤PM2.5颗粒物质；人佩戴后，呼出的水蒸气可有效溶出细菌纤维素膜搭载的抑菌剂，从而有效杀菌抑菌，且对人体无副作用，对环境无污染。本专利技术将细菌纤维素膜浸润于抑菌剂中，取出干燥定型后，得到所述滤芯，上述滤芯的制备方法生产成本低、方法简单；制得的滤芯能够应用于防霾口罩的生产。生物保藏说明：木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacterxylinum，于2009年03月18日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，生物保藏编号为CGMCCNo.2955。附图说明：图1为本专利技术实施例2所述细菌纤维素抑菌膜的抑菌效果实验结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种预防PM2.5颗粒物的滤芯，所述滤芯包括细菌纤维素抑菌膜；所述细菌纤维素抑菌膜由细菌纤维素膜与抑菌剂复合制得。在本专利技术中，所述细菌纤维素膜具有致密3D网状结构，小颗粒物质在经过细菌纤维素时，可以被吸附在细菌纤维素间，从而达到吸附效果；同时，细菌纤维素膜的3D网状结构恰好能为抑菌剂提供适宜的搭载空间。在本专利技术中，所述抑菌剂附着在所述细菌纤维素膜内部空间内，所述抑菌剂包括聚赖氨酸、乳酸链球菌素，纳他霉素，氧化石墨烯，纳米银中的一种或多种，优选为聚赖氨酸。所述聚赖氨酸优选为聚赖氨酸盐酸盐，其作为生物防腐剂，具有安全性高、热稳定性、水溶性好的特点，且对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌等都有广泛的抑制作用。所述聚赖氨酸的抑菌机理如下：聚赖氨酸是一种具有广谱抑菌性的多肽类抗菌剂，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌均有抑制作用。聚赖氨酸会造成细菌细胞壁同细胞质分离，菌体塌陷，细胞质溢出的现象，使细菌细胞破裂死亡。聚赖氨酸作用于细胞，能够逐步破坏其细胞壁的完整性，使得碱性磷酸酶渗出，继而破坏细胞膜的完整性，使其丧失生理作用并在细胞膜上形成孔道，先导致小分子物质的渗出，使得胞外离子含量升高，当细胞膜发生崩解时，大分子物质溢出，如影响细胞内外蛋白质的合成，最终导致细胞死亡，起到抑菌作用。当聚赖氨酸与菌体细胞膜结合后，在膜上形成孔洞，破坏微生物的细胞膜结构，导致少量细胞内容物外泄，但细胞形状保持不变，仍然存活。而后聚赖氨酸继续与菌体细胞作用，通过膜上孔道进入细胞，进而影响细胞膜的结构和功能，破坏细菌的正常生理代谢，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，与细胞内部物质发生作用，破坏细胞核心，造成紫外吸收物溢出，最终导致细胞死亡。本专利技术将细菌纤维素膜与抑菌剂复合制得细菌纤维素抑菌膜。具体的，当抑菌剂为聚赖氨酸时，所述细菌纤维素膜与聚赖氨酸复合的方式包括：将细菌纤维素膜浸润于聚赖氨酸溶液中，取出干燥定型。在本专利技术中，所述聚赖氨酸溶液的浓度优选为0.4～1g/L，更优选为0.8～1g/L。复合得到的细菌纤维素抑菌膜耐水性良好，透气性能佳，能有效吸附和过滤PM2.5颗粒物质，且具有一定的杀菌、抑菌作用。在本专利技术中，所述细菌纤维素抑菌膜的厚度优选为0.1～3.0mm，更优选为0.5～2mm；所述细菌纤维素抑菌膜可单层使用，也可复合为多层使用。优选的，本专利技术将所述细菌纤维素抑菌膜复合为2～3层，制得所述预防PM2.5颗粒物的滤芯。本专利技术还提供了一种预防PM2.5颗粒物滤芯的制备方法，将细菌纤维素膜浸润于抑菌剂溶液中，取出干燥定型后，得到所述滤芯。优选的，所述抑菌剂溶液为0.4～1g/L的聚赖氨酸溶液。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预防PM2.5颗粒物的滤芯，其特征在于，所述滤芯包括细菌纤维素抑菌膜，所述细菌纤维素抑菌膜由细菌纤维素膜与抑菌剂复合制得。

【技术特征摘要】
1.一种预防PM2.5颗粒物的滤芯，其特征在于，所述滤芯包括细菌纤维素抑菌膜，所述细菌纤维素抑菌膜由细菌纤维素膜与抑菌剂复合制得。2.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于，所述抑菌剂附着在所述细菌纤维素膜内部空间内，所述抑菌剂包括聚赖氨酸、乳酸链球菌素，纳他霉素，氧化石墨烯，纳米银中的一种或多种。3.权利要求1所述滤芯的制备方法，其特征在于，将细菌纤维素膜浸润于抑菌剂溶液中，得到浸润细菌纤维素膜；将所述浸润细菌纤维素膜干燥定型后，得到滤芯。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述抑菌剂溶液为0.4～1g/L的聚赖氨酸溶液。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥定型的方法包括：将浸润细菌纤维素膜置于聚四氟乙烯膜上鼓风干燥。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浸润前还包括：将细菌纤维素膜纯化，所述纯化为：将细菌纤维素膜浸泡于0.001～0.3mol/L的碱性溶液中纯化3～60h。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾士儒，孙忠岩，钟成，李思琦，侯颖，谢燕燕，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12