一种防治雾霾的口罩技术领域
本发明涉及口罩技术领域，具体涉及一种防治雾霾的口罩。
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”。
雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。多
出现于秋冬季节，是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。雾的存在会
降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，
就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结(或凝华)物的天气现象称为雾(Fog)。
霾，也称灰霾(烟雾)空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒
子也能使大气混浊。将目标物的水平能见度在1000-10000米的这种现象称为轻
雾或霭(Mist)。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对
湿度不一定达到100％就可能出现饱和)。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光
与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色和灰色。二氧化硫、氮氧化
物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。
2013年，“雾霾”成为年度关键词。这一年的1月，4次雾霾过程笼罩30
个省(区、市)，在北京，仅有5天不是雾霾天。有报告显示，中国最大的500
个城市中，只有不到1％的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准，与此同
时，世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。
雾霾对人体产生的危害如下：
(1)对呼吸系统的影响
霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气化学颗粒物质。其中有害健康的主
要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、
有机气溶胶粒子、燃料和汽车废气等，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺
泡中。尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎
和急性支气管炎等病症。对于支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢
性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病患者，雾霾天气可使病情急性发作或急性
加重。如果长期处于这种环境还会诱发肺癌。
(2)对心血管系统的影响
雾霾天对人体心脑血管疾病的影响也很严重，会阻碍正常的血液循环，导
致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰
竭等，使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。
另外，浓雾天气压比较低，人会产生一种烦躁的感觉，血压自然会有所增
高。再一方面雾天往往气温较低，一些高血压、冠心病患者从温暖的室内突然
走到寒冷的室外，血管热胀冷缩，也可使血压升高，导致中风、心肌梗死的发
生。所以心脑血病患者一定要按时服药小心应对。
(3)雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，使空气中的传染性病菌的活
性增强，传染病增多。
(4)不利于儿童成长。由于雾天日照减少，儿童紫外线照射不足，体内维
生素D生成不足，对钙的吸收大大减少，严重的会引起婴儿佝偻病、儿童生长
减慢。
(5)影响心理健康
专家指出，持续大雾天对人的心理和身体都有影响，从心理上说，大雾天
会给人造成沉闷、压抑的感受，会刺激或者加剧心理抑郁的状态。此外，由于
雾天光线较弱及导致的低气压，有些人在雾天会产生精神懒散、情绪低落的现
象。
(6)影响生殖能力
有研究表明，长期暴露于高浓度污染的空气中的人群，其精子在体外受精
时的成功率可能会降低。研究人员还发现了有毒空气和男性生育能力下降之间
的关联。
2013年11月5日，中国社会科学院、中国气象局联合发布的《气候变化绿
皮书：应对气候变化报告(2013)》指出，近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋
势。其中，雾日数呈明显减少，霾日数明显增加，且持续性霾过程增加显著。
目前，对于雾霾的防治，口罩是最常用的形式。其一般采用纤维布或纤维
布夹杂活性炭层，来过滤空气。
CN104983095A公开了一种防雾霾无呼吸阻力口罩，其特征在于，包括罩
壳，所述罩壳为中间部位隆起的壳体，所述罩壳由内到外依次设有吸气室和储
气室，所述吸气室的顶端设有雾霾过滤网，所述吸气室包括气缸、活塞、曲柄
和连杆，所述气缸与所述曲柄相连，所述曲柄连接所述连杆，所述连杆与活塞
连接，且所述活塞上安装有第三单向通气阀；所述储气室包括上端盖和下端盖，
所述上端盖为靠近所述吸气室的一侧，所述上端盖和下端盖分别设有第一单向
通气阀和第二单向通气阀；所述罩壳的外表面的上部设有马达，所述马达与电
源相连；所述罩壳外表面的下侧设有若干出气孔。
CN104921345A公开了一种防PM2.5口罩，包括口罩本体，所述口罩本体
包括表层、中间层和里层，其特征在于：所述表层为第一全面面料，所述中间
层为重量每平方米50g的熔喷非织造布，所述里层为第二全棉面料，所述第一
全棉面料与熔喷非织造布之间设有过滤层，所述第二全棉面料与熔喷非织造布
之间设有保温层，所述第一全棉面料与第二全棉面料之间通过包边连接。
现有技术的防雾霾口罩，均是通过过滤或吸附的作用来净化空气，但空气
中的氮氧化物或硫氧化物却不能通过过滤或吸附去除。
发明内容
本发明的目的在于提出一种防治雾霾的口罩，该口罩可以净化雾霾空气，
并将空气中的硫氧化物和氮氧化物快速分解，能有效保护使用者的呼吸系统。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防治雾霾的口罩，其包括至少覆盖佩戴者口、鼻的口罩本体，其具有
与佩戴者皮肤接触的内接触层以及远离内接触层一侧设置的表层，内接触层与
表层之间设置有过滤结构；设置于口罩本体的挂接元件；口罩本体的表层、内
接触层相互接触的边缘结构周向设置封闭结构，从而形成一个装设过滤结构的
夹层空间，由表层、内接触层、封闭结构形成的夹层空间具有横向布置的拉链
开启结构；其中，所述过滤结构至少包括：无纺布结构层；结合于无纺布结构
层的催化剂结构层；结合于活性炭结构层的熔喷布过滤层；结合于熔喷布过滤
层的无纺布层；所述催化剂结构层含有防治雾霾的组合物，其特征在于，
所述组合物包括如下组分，
A)20％-60％的β型硅酸铁，所述β型硅酸铁组成如下所示：
(x+y)M(2/n)O·xFe2O3·yAl2O3·zSiO2·wH2O
式中，M表示阳离子，n是阳离子M的原子价，x+y+z＝1，z/x为100-220，
w为1以上的正整数；
B)10％-30％的掺杂有Ce的V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x与TiO2混合物，
Ce:V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x:TiO2的摩尔比为0.25:1:2，且所述二氧化钛为锐钛矿晶
型，所述活性组分在组合物中的重量含量为0.3％-10％，所述x为0.1-0.5；
C)余量的活性炭。
本发明通过选取特定组分A和组分B，使得该组合物产生协同效应，该组
合物对雾霾的防治有效率达到100％，同时活性高，使得该催化剂产生协同效应。
拉链开启结构构成的口罩，方便放入防PM2.5的催化剂结构层，将其应用于口
罩，在呼吸时使得其温度在25-37℃左右，达到最佳工作范围，雾霾空气经过所
述口罩之后，PM2.5颗粒、氮氧化物及硫氧化物都降低到极低水平，有效保护
了呼吸健康。
具体实施方式
本发明通过下述实施例对本发明的口罩进行说明。
实施例1
通过简单混合得到组合物，所述组合物如下组分，
A)40％的β型硅酸铁，所述β型硅酸铁组成如下所示：
(x+y)M(2/n)O·xFe2O3·yAl2O3·zSiO2·wH2O
式中，M表示Ce，n是阳离子M的原子价，x+y+z＝1，z/x为150，w为2；
B)30％的掺杂有Ce的V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x与TiO2混合物，
Ce:V2O5/(MoO3)x(WO3)1-x:TiO2的摩尔比为0.25:1:2，且所述二氧化钛为锐钛矿晶
型，所述活性组分在组合物中的重量含量为0.3％-10％，所述x为0.1-0.5；
C)余量的活性炭。
打开拉链开启结构，放入所述催化剂形成催化剂结构层。进而按照如下结
构制备得到本发明的口罩。包括至少覆盖佩戴者口、鼻的口罩本体，其具有与
佩戴者皮肤接触的内接触层以及远离内接触层一侧设置的表层，内接触层与表
层之间设置有过滤结构；设置于口罩本体的挂接元件；口罩本体的表层、内接
触层相互接触的边缘结构周向设置封闭结构，从而形成一个装设过滤结构的夹
层空间，由表层、内接触层、封闭结构形成的夹层空间具有横向布置的拉链开
启结构；其中，所述过滤结构至少包括：无纺布结构层；结合于无纺布结构层
的催化剂结构层；结合于活性炭结构层的熔喷布过滤层；结合于熔喷布过滤层
的无纺布层。
在PM2.5为350时测试，将所述污染空气以接近呼吸速度的1米/秒的速度
通过所述口罩，测试经口罩处理的空气，其PM2.5值为12，氮氧化物和硫氧化
物的含量均降到0.1毫克/立方米以下，远远小于GB/T18883-2002规定的室内空
气质量标准的要求。
对比例1
组分A含量70％，不含组分B，其余条件不变，1小时后的PM2.5值为48。
对比例2
组分B含量70％，不含组分A，其余条件不变，1小时后的PM2.5值为32。
上述实施例及对比例说明，单独的组分A和组分B，均达不到组分A和组
分B联用的效果，说明本发明的组合物A和B组分之间存在特定的联系，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口罩，但本发明并不
局限于上述特定口罩，即不意味着本发明必须依赖上述详细催化剂才能实施所
述口罩。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。