本发明专利技术公开了一种上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，包括呼吸防护装置本体(101)，其设置有光发生装置(102)和发光过滤层(103)。发光过滤层(103)包含过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)，光传导纤维(202)耦合于所述光发生装置(102)，过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)中含有上转换材料(203)，光传导纤维(202)引导所述光发生装置(102)产生的光进入发光过滤层(103)，光照射在上转换材料(203)上产生紫外光线，使紫外光照射在过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)的表面。采用本发明专利技术，能够实现对发光过滤层的各个层面的过滤纤维进行消毒杀菌。
【技术实现步骤摘要】
一种上转换材料的检验检疫呼吸防护装置
本专利技术涉及呼吸防护装置，尤其涉及光传导材料传导光能量激发上转换材料产生紫外线消杀作用的一种上转换材料的检验检疫呼吸防护装置。
技术介绍
呼吸防护装置，常见的如口罩、防毒面具，是检验检疫查验处理、防疫防护人员所必备的重要物品之一，也是人们为防止由于空气污染危害身体健康的防护用品。所述上转换材料，即反-斯托克斯(Anti-Stokes)发光材料，是指材料受到低能量的光激发，发射出高能量的光，即经波长长、频率低的光激发，材料发射出波长短、频率高的光。采用多层纱布缝制而成的口罩，仅能过滤掉空气中较大的尘粒，对通过飞沫、空气传播的细菌、病毒防护效果很差，不能满足SARS、禽流感、H1N1甲型流感、中东呼吸综合征等疫情发生时人员防护的需要。采用高效纤维滤材制作的口罩，可对微小颗粒、细菌、病毒起到良好的过滤防护效果。人们对于口罩需求与日俱增，在追求过滤效果的同时，人们对于口罩本身的消毒问题和口罩内部空气杀菌情况也越来越关注。然而现有的口罩通常不具备灭杀细菌病毒功效，长时间使用后会使过滤效果变差并容易滋生微生物进而产生二次污染的问题。虽然可以借助化学药品对口罩进行处理，但是这种处理只能在非使用状态进行，使用中的口罩无法实时进行消毒处理。而口罩潮湿、温暖的环境极适宜细菌、病毒快速滋生繁殖。也有借助紫外线对口罩照射进行快捷杀菌消毒的，但是紫外线只能作用于口罩表面，对过滤材料层内部纤维材料表面附着的病菌和病毒无能为力。公共交通和医疗系统中一种常用的表面消毒和处理污染物的方案是沉积光催化涂层(PCC)，即表面涂一层具备光催化氧化性能的涂层，以氧化空气中的污染物和消除微生物。目前一种相对可靠的PCC是利用光催化材料来产生活性氧涂层，光催化材料能在太阳光或荧光灯的照射下产生类似光合作用的催化反应，将空气中的氧气和水分子激发，形成氧化能力极强的羟基自由基和超氧阴离子自由基。这些氧化力极强的自由基可将浮游在空气中的细菌杀死，并把有机污染物不断降解成水和二氧化碳等，从而达到净化环境和保持材料自身清洁而不被污染的目的。而二氧化钛是一种广受采用的光催化材料，当锐钛矿形式的二氧化钛受特定波长的紫外光照射，其光催化氧化和抗微生物功能就会被激发。然而，室内的紫外光强度一般较低，要发挥二氧化钛的功能就必须要安装额外的紫外光灯，这无疑限制了二氧化钛的应用。紫外线杀菌技术是利用特殊设计的紫外发生装置产生UVC(200～280nm)照射，当用一定剂量的UVC辐射到各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体后，其细胞中的脱氧核糖核酸或核糖核酸结构受到破坏，丧失复制和繁殖能力，最终导致死亡，从而在不使用任何化学药物的情况下达到杀菌消毒和净化的目的。从环境的角度看，所有的紫外灯是通过汞蒸气电离，进行能级跃迁来发出紫外光的。金属汞是有毒金属，在空气中很容易挥发。在紫外灯的生产、销售、使用和废弃灯管的回收过程中，存在大量的汞的泄露，对周围环境会造成污染。另一方面，目前市场上使用较多的紫外杀菌产品是低压汞灯，是单峰紫外光，它的发射波长峰值为253.7nm，杀菌效果单一，对多种类的病菌灭活效果差，而灭活效果较好的中压汞灯，功率大，光电转换效率低，总的杀菌效果也不理想。目前被广泛看好的汞灯替代光源是UV-LED，其无汞，节能，便携的特点受到人们越来越多的关注。UV-LED在UVA(320～380nm)波段工作的很好，但在UVB(280～320nm)波段和UVC波段存在不少问题，特别是UVC波段，波长小于280nm时，输出功率仅在几个mW，寿命也很短。申请号为CN201410584398.8的中国专利公开了一种LED紫外光杀菌灯，采用UVC半导体发射的波长为250～270nm紫外光，限制了其作为紫外杀菌光源的应用。为了减少对人体和环境的危害，亟需开发出一种低成本、无污染、高效率，能够替代传统含汞紫外灯的无汞紫外光源，在杀菌、消毒领域具有重要的现实意义和研究价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种上转换材料的的检验检疫呼吸防护装置，高效的解决呼吸防护装置的过滤材料层中对各个层面的过滤材料进行实时紫外及光催化消毒杀菌的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，包括呼吸防护装置本体101，所述呼吸防护装置本体101中设置有光发生装置102和发光过滤层103；所述发光过滤层103包含过滤纤维201和/或光传导纤维202，所述光传导纤维202耦合于所述光发生装置102，所述过滤纤维201和/或所述光传导纤维202中含有上转换材料203，所述光传导纤维202引导所述光发生装置102产生的光进入所述发光过滤层103，进入发光过滤层103的光照射在所述上转换材料203上产生紫外光线，使紫外光线照射在所述过滤纤维201和/或光传导纤维202的表面。其中，所述光传导纤维202为导光纤维，所述导光纤维经过驻极化处理。所述导光纤维为侧发光导光纤维。所述光发生装置102包括发光模块，所述发光模块包含发光二极管。所述上转换材料203为含氟化物、氧化物、含硫化合物、氟氧化物、卤化物的掺杂稀土离子的化合物中的一种或多种的任意组合。所述上转换材料203为NaYF4，其发射出的紫外光波长范围为200nm～280nm。所述过滤纤维201和/或光传导纤维202中含有光催化剂204。所述光催化剂204为氧化物光催化材料、硫化物光催化材料、铋系氧化物光催化材料、非金属光催化材料中的一种或多种的任意组合。所述光发生装置102还包括电源模块301，所述电源模块301上设置有控制开关302、充电接口303和指示灯304。所述电源模块还包括与所述控制开关302、充电接口303和指示灯304电连接的可充电锂离子电池。本专利技术上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，相较于现有技术具有如下有益效果：利用光传导材料将光线引入口罩过滤材料层中，在本申请的方案中，上转换材料被用作一个转换器，将照用的可见光吸收并发射可以高效杀菌消毒并足以激活二氧化钛光催化功能的紫外光。产生的紫外线能对整个过滤材料层的所截留的细菌、病毒等微生物进行杀灭，紫外线杀菌消毒功能强，对随空气传播的细菌病毒灭杀效果极强；溢出和溢散的紫外线照射二氧化钛等光催化材料，激活其光催化氧化功能，并能发挥其杀菌消毒功效，从而实现对过滤材料层的各个层面的过滤材料纤维进行消毒杀菌，降低病菌传播与交叉感染风险，避免二次污染提高使用者的健康水平。特别适用于检验检疫查验处理人员、医疗防疫人员和在高粉尘高污染环境下工作生活的人员使用。由于只需要普通的照明，而不需要安装紫外光灯已可发挥功效，因此避免了产生额外的安装成本和运作成本；而且无需安装紫外光灯，没有因紫外光对人畜造成危害的忧虑。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术上转换材料的检验检疫呼吸防护装置的示意图；图2为本专利技术上转换材料的检验检疫呼吸防护装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，包括呼吸防护装置本体(101)，其特征在于：所述呼吸防护装置本体(101)中设置有光发生装置(102)和发光过滤层(103)；所述发光过滤层(103)包含过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)，所述光传导纤维(202)耦合于所述光发生装置(102)，所述过滤纤维(201)和/或所述光传导纤维(202)中含有上转换材料(203)，所述光传导纤维(202)引导所述光发生装置(102)产生的光进入所述发光过滤层(103)，进入发光过滤层(103)的光照射在所述上转换材料(203)上产生紫外光线，使紫外光线照射在所述过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)的表面。/n
【技术特征摘要】
1.一种上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，包括呼吸防护装置本体(101)，其特征在于：所述呼吸防护装置本体(101)中设置有光发生装置(102)和发光过滤层(103)；所述发光过滤层(103)包含过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)，所述光传导纤维(202)耦合于所述光发生装置(102)，所述过滤纤维(201)和/或所述光传导纤维(202)中含有上转换材料(203)，所述光传导纤维(202)引导所述光发生装置(102)产生的光进入所述发光过滤层(103)，进入发光过滤层(103)的光照射在所述上转换材料(203)上产生紫外光线，使紫外光线照射在所述过滤纤维(201)和/或光传导纤维(202)的表面。
2.根据权利要求1所述上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，其特征在于：所述光传导纤维(202)为导光纤维，所述导光纤维经过驻极化处理。
3.根据权利要求2所述上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，其特征在于：所述导光纤维为侧发光导光纤维。
4.根据权利要求1所述上转换材料的检验检疫呼吸防护装置，其特征在于：所述光发生装置(102)包括发光模块，所述发光模块包含发光二极管。
5.根据权利要求1所述上转换材料的检验检疫呼吸防护装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：边勇，尚士进，王娟，董建蕊，车晋飞，徐兰，黄志超，车胤墀，姚俊飞，王明辉，马征，
申请(专利权)人：中国海关科学技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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