一种适合高污染天气的呼吸面罩技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种适合高污染天气的呼吸面罩。
背景技术
雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标
的笼统表述，尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)
被认为是造成雾霾天气的“元凶”。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾
霾的主要组成。
2015年11月中上旬，以沈阳等地为代表的城市，其雾霾PM2.5指数达到
了惊人的1140，属于重度污染。在这类环境下，污染物不仅伤害人们的呼吸系
统，还会导致眼睛等器官产生灼烧感，损伤眼睛的健康。
现有的防护措施，一般是采用口罩，口罩分仅仅具备过滤功能的医用口罩，
以及掺杂有活性炭的口罩。这类口罩，仅仅起过滤功能，对空气中的细微颗粒
不能完全过滤，同时空气中的有害气体，比如硫氧化物和氮氧化物，甚至甲苯、
甲醛、丙烯醛等有机污染物，仍能通过上述口罩进入佩戴者的呼吸系统，对身
体健康造成极大损害。
同时，所述防护，仅仅置于口鼻部位，对于脸部其他器官，比如眼睛，没
有任何保护作用。目前市面上还有呼吸面具在售，其参考防毒面具的设计进行
简化。但这类呼吸面具比较笨重，一般只适合在极端的环境下保护作业者使用，
在日常生活中佩戴，舒适性是很大的问题，同时，其美观度也不够，不适合在
日常生活中佩戴。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适合高度污染天气的呼吸面罩，其采用特定的
呼气与吸气结构，在实现过滤功能的前提下，还能对空气进行催化，将空气中
的有害物质，比如氮氧化物、碳氧化物、有机气味污染比如苯、甲苯、二甲苯、
乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等，进行分解、氧化或/和吸附，对空气进
行杀菌净化，保证过滤的空气洁净，保护了作业者的身体健康。
本发明的目的之一还在于提供一种呼吸面罩，在保护佩戴者的呼吸系统的
同时，能够保护佩戴者的眼睛以及面部皮肤。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种适合高度污染天气的呼吸面罩，包括被针织物覆盖的面具主体，所述
面罩包括：滤芯连接孔，滤芯与所述滤芯连接孔连接；透镜孔，透镜安装在所
述透镜孔中；排气孔，用于排出内部空气的排气单元安装到所述排气孔上；以
及挂钩，设置为向后突起，所述面具被戴在使用者的面部以保护面部不受有毒
物质的侵害，所述滤芯按照空气的流动方向，先后设置有第一吸附部件、催化
部件和第二吸附部件。
所述第一吸附部件设置有纤维过滤层，所述纤维过滤层叠加有纸质纤维物
过滤层和超细玻璃纤维物过滤层。
所述催化部件设置有催化剂层，所述催化剂包括如下组分，
A)6％-20％的钛基铁铈钼钒复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Fe:Ce:Mo:V
为1:(0.05-0.1):(0.05-0.1):(0.05-0.1):(0.05-0.1)；
B)3％-8％的锆掺杂的钒酸铁，Zr:FeVO4的摩尔比为(0.02-0.2):1；
C)余量的ZSM-5分子筛。
所述第二吸附部件设置有吸附层，所述吸附层由活性炭和载有银的纳米二
氧化钛组成，其混合质量比为5:1-2:1，例如4.5:1，4:1，3.5:1，3:1等。
将本发明的呼吸面罩置于佩戴者的口鼻，吸入的空气进入第一吸附部件，
在第一吸附部件中，先后经过纸质纤维层与超细玻璃纤维层的过滤，对空气中
的颗粒物以及大分子物质进行过滤。
随后经过滤后的空气进入催化部件，在催化部件中，空气中的有机污染物，
例如甲醛等，被催化氧化，变为无害或易于吸收的其他有机物。
经催化后的空气，进入第二吸附部件。空气中被催化氧化的有机污染物被
活性炭吸收，且分布于活性炭中的银，对空气中的微生物进行杀毒，从而降低
了细菌的含量。从而实现了对佩戴者呼吸系统的保护。
本发明的适合高污染天气的呼吸面罩采用针织物覆盖的面具，面具主体采
用橡胶、硅胶、软质PVC、TPU或PU聚氨酯、TPE或TPR等弹性材料，所述
主体的材料柔然并具备弹性，与佩戴者的脸部比较契合，不会产生佩戴空隙从
而导致漏气等情形的发生。所述面具主体采用针织物覆盖，一方面可以提升佩
戴者的舒适度，另一方面可以增加美观度。
本发明的面罩具备透镜，所述透镜可以有效保护佩戴者的眼睛并不会影响
视线。
本发明的滤芯按照空气的流动方向，先后设置有第一吸附部件、催化部件
和第二吸附部件，滤芯通过选取特定组分A和组分B，使得该催化剂产生协同
效应，能够在雾霾PM2.5达到1000以上时，仍然使得该呼吸面罩对空气中雾霾
PM2.5显著下降到0。同时，本发明的催化剂活性高，室温下即能起到催化作
用，将空气中的甲醛、苯等有机物降解称为二氧化碳，并将对人体有害的硫氧
化物、氮氧化物催化氧化为较高价态，进而用活性炭吸附，将各种污染物降低
至ppm级。苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的去除达
到了0.01毫克/立方米以下，同时显著降低了循环气中的微生物含量。
具体实施方式
本发明通过下述实施例对本发明的呼吸面具进行说明。
实施例1
一种适合高度污染天气的呼吸面罩，包括被针织物覆盖的面具主体，所述
面罩包括：滤芯连接孔，滤芯与所述滤芯连接孔连接；透镜孔，透镜安装在所
述透镜孔中；排气孔，用于排出内部空气的排气单元安装到所述排气孔上；以
及挂钩，设置为向后突起，所述面具被戴在使用者的面部以保护面部不受有毒
物质的侵害，所述滤芯按照空气的流动方向，先后设置有第一吸附部件、催化
部件和第二吸附部件。
所述第一吸附部件设置有纤维过滤层，所述纤维过滤层先后顺序叠加有纸
质纤维物过滤层和超细玻璃纤维物过滤层。
所述催化部件设置有催化剂层，通过浸渍法制备得到催化剂，包括如下组
分，
A)8％的钛基铁铈钼钒复合氧化物，其各组分的摩尔比Ti:Fe:Ce:Mo:V为
1:0.05:0.05:0.05:0.05；
B)7％的锆掺杂的钒酸铁，Zr:FeVO4的摩尔比为0.1:1；
C)余量的ZSM-5分子筛。
所述第二吸附层由活性炭和载有银的纳米二氧化钛组成，其混合质量比为
3:1。
为测试其净化功能，通入雾霾PM2.5指数为1400的大气，并使得气体的苯、
甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛含量达到10毫克/立方米，
粉尘含量为中等。将所述气体通过本发明的呼吸面罩，其雾霾PM2.5指数下降
为0，苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛含量达到0.01
毫克/立方米以下。
对比例1
组分A含量15％，不含组分B，其余条件不变，其PM2.5值为40，苯、甲
苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛含量在0.1毫克/立方米以上。
对比例2
组分B含量15％，不含组分A，其余条件不变，其PM2.5值为39，苯、甲
苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛含量在0.1毫克/立方米以上。
对比例3
将组分C的ZSM-5分子筛替换为三氧化二铝，其余条件不变，其PM2.5
值为47，苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛含量在0.1
毫克/立方米以上。
上述实施例及对比例说明，本发明的呼吸面具的滤毒罐几种组分之间以及
催化剂载体之间存在特定的联系，省略或替换其中一种或几种，都不能达到本
申请的特定效果，证明其产生了协同效应。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的呼吸面具及采用的催
化剂，但本发明并不局限于上述催化剂，即不意味着本发明必须依赖上述详细
催化剂才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，
对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落
在本发明的保护范围和公开范围之内。