[發明專利]一種光催化滅菌口罩及TiO2

在審

• 申請號: 202010153277.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111449317A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 谷麟;章凱;董光霞;喬興博;俞海祥;陳璐;陸香玉;周瑩瑩;錢程;聞海峰
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D31/02;A41D31/30;A41H43/04;D06M11/46
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余昌昊

1.一種光催化滅菌口罩，其特征在于，所述口罩的最外層為涂覆有TiO₂涂層的無紡布。

2.根據權利要求1所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，所述口罩由外層到內層依次為：TiO₂涂層，外層無紡布、納米纖維薄膜和內層無紡布，相鄰的層之間采用熱封法相互固定。

3.根據權利要求2所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，所述涂覆有TiO₂涂層的無紡布為通過在無紡布上涂覆以鈦酸四丁酯、水、無水乙醇和冰醋酸為原料通過溶膠凝膠法形成的TiO₂顆粒薄層。

4.根據權利要求3所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，所述TiO₂顆粒薄層厚度為10μm～20μm；所述TiO₂顆粒的直徑為40nm～100nm；所述TiO₂顆粒的晶體形狀為銳鈦礦型。

5.根據權利要求2所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，所述無紡布層纖維的直徑為50μm～100μm。

6.根據權利要求2所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，所述納米纖維薄膜由納米纖維層原料經電紡絲工藝制成納米纖維，然后再由納米纖維交錯形成多孔結構的纖維薄膜；所述納米纖維薄膜的纖維的直徑為20nm～300nm。

7.根據權利要求1所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，所述外層無紡布層的四個邊角分別連接兩段掛耳繩；所述外層無紡布層表面預設有鼻托；所述鼻托為長90mm、寬5mm的0.2mm薄鐵片，在口罩使用時，鼻翼處由鼻托緊密貼合，鼻翼兩邊由口罩上緣與臉頰部分緊密貼合，消除縫隙。

8.根據權利要求2所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，采用電紡絲工藝制備所述納米纖維薄膜，具體制備方法如下：

步驟1：將聚四氟乙烯溶解到質量分數5％的N,N二甲基甲酰胺中，配制成前驅體溶液，納米纖維總體質量濃度為0.015～0.05％；

步驟2：所述前驅體溶液通過溶液推進系統加入到電紡絲裝置中，纖維材料接受距離10-20cm，設置電壓15-30KV，前軀體溶液的注入速率為0.5-2mL/h，并將防護層放置到電極接受系統的鋁箔上進行納米纖維的接收，得到單層納米纖維基底；

步驟3：控制電紡絲過程的時間，在防護層上得到具有一定厚度的單層納米纖維基底，并將單層納米纖維基底交替疊放，得到多納米纖維基底。

9.根據權利要求8所述的光催化滅菌口罩，其特征在于，在步驟3中，所述納米纖維基底交替疊放的交疊次數為5-10次，納米纖維薄膜的厚度為10-200μm。

10.一種采用溶膠凝膠法合成TiO₂涂層的制備方法，制備如權利要求1-9中任意一項所述的涂覆有TiO₂涂層的無紡布，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將10～30mL的鈦酸丁酯溶解于40mL的無水乙醇中，合成鈦酸丁酯乙醇溶液；

步驟2：向所述鈦酸丁酯乙醇溶液緩慢加入冰醋酸溶液，調節溶液的pH值為2后置于磁力攪拌器上攪拌1h后得到分散液；

步驟3：將所述分散液放置24h形成溶膠后放入干燥箱中，在80℃的條件下干燥10h后研磨得到粉末；

步驟4：將所述粉末放入馬弗爐中，在450℃的條件下煅燒3h得到不同濃度的納米TiO₂粉末；

步驟5：以六氟異丙醇溶液為溶劑，將無紡布置于溶劑中并在磁力攪拌器上攪拌10min；然后添加TiO₂粉末，繼續攪拌1h，得到同質涂覆液；

步驟6：將無紡布取出后，再次浸入步驟5中所述同質涂覆液5s后，取出；

步驟7：將處理后的無紡布浸入純水中進行凝固浴30min，使其充分固化；自然晾干后得到所述涂覆有TiO₂的無紡布層。