[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

本發明提出一種光催化滅菌口罩及TiO₂涂層的制備方法，光催化滅菌口罩，由無紡布、納米纖維薄膜、TiO₂涂層復合組成。在光照條件下，TiO₂能激活水分子和氧分子，產生羥基自由基(·OH)、超氧根離子(·O₂^?)等強氧化性物質，攻擊被截留在口罩表面的細菌，破壞菌體的膜壁結構，干擾蛋白質的合成，引發菌體蛋白的變異和脂類的分解，達到抑菌、殺菌的目的。本發明的光催化滅菌口罩結合了TiO₂光催化殺菌和納米纖維過濾性能，整體滅菌除塵效果良好，可重復使用，且產品安全無毒，不會引起過敏反應。本發明的光催化滅菌口罩適合應用于日常防菌防塵，尤其適用于醫院、衛生所、制藥企業、化工企業等細菌病毒密集場所的個人防護。

技術領域

本發明涉及口罩技術領域，尤其涉及一種光催化滅菌口罩及TiO₂涂層的制備方法。

背景技術

空氣既是人類賴以生存的必要條件，也是傳播疾病的重要媒介。空氣中細菌主要附著在空氣氣溶膠細顆粒物表面，可較長時間停留于空氣中，某些細菌隨空氣中細顆粒物穿過人體肺部存留在肺的深處，對身體的健康帶來嚴重的危害；也可隨空氣中細顆粒物被輸送到較遠地區。因此對空氣帶菌顆粒物的防治，尤其降低動力學直徑小于2.5μm以下帶菌顆粒與人體的接觸顯得尤為重要。

空氣中細菌來源廣泛。揚塵會將土壤細菌帶至空氣中；小水滴飛濺將水中的細菌帶至空氣中；人和動物的干燥脫落物、呼吸道、口腔內含細菌可通過咳嗽、吐痰、打噴嚏等方式進入空氣中；敞開的污廢水生物處理系統通過機械攪拌、鼓風曝氣等方式使水中細菌以氣溶膠形式飛濺到空氣中。各類細菌隨大氣中的顆粒物一起使空氣環境質量下降的同時還會誘發人類的各種呼吸道系統疾病，成為人類患病的潛在風險。

口罩是人們日常生活和工作的必需品，多適用于戶外使用，一般以無紡布材料制成，根據其孔隙粗細對空氣中的顆粒物、細菌、病毒等微生物起到不同的攔截、吸附和截留作用。口罩表面截留物的數量會隨口罩佩戴時間的延長而不斷增加，各種截留物與鼻腔呼出的水蒸氣結合易促使口罩表面細菌繁殖，影響口罩過濾效果的同時還易引發二次污染，尤其是增加了皮膚直接接觸表面截留細菌的患病風險。

傳統的無紡布口罩除攔截、吸附外對各種細菌的去除效果較差，由于口罩的使用多數在有光照的室外，因此研制一種基于光催化作用的滅菌口罩，使口罩在攔截、吸附顆粒物和細菌的同時還能消除各類附著在口罩表面的細菌，將具有良好的實際應用效果。

發明內容

本發明的目的在于提出一種具有光催化滅菌效果的口罩及光催化涂層的制備方法

為達到上述目的，本發明提出一種光催化滅菌口罩，所述口罩的最外層為涂覆有TiO₂涂層的無紡布。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，所述無紡布層纖維的直徑為50μm～100μm。

優選的，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。