一種防汞口罩的製作方法

2023-12-12 11:45:27 1

(一)技術領域

本發明涉及一種用於涉汞行業工作人員的防汞口罩。

(二)

背景技術：

汞(hg，又稱水銀)，是劇毒元素，對人體危害巨大。史上著名的日本水俁病事件就是因為hg中毒造成的。因此hg成為優先控制的劇毒汙染物。

hg被廣泛應用於各行各業，如化學工業，電器工業，冶金鑄造，醫療行業，軍事工業等行業。在許多涉hg行業車間，hg蒸氣濃度很高，現今還缺乏有效的方法減少涉汞行業車間往大氣中排放汞蒸氣，不可避免地產生汞蒸氣汙染，嚴重危害了大氣環境和人類健康。

因此，迫切需要研發新型吸附劑以高效、長期穩定地減少高汞車間中的hg蒸氣排放，保護大氣環境和人類健康。

硒(se)與hg有超強的親和力，相互反應可以形成溶解度極低的hgse，因此se也被用來修復環境中的hg汙染。同樣的se可望高效的吸收大氣中存在的氣態汞。

本發明擬基於se與hg的超強親和力，應用以紗布為載體的納米se製造防汞口罩來保障涉汞車間工人免受汞蒸氣毒害，保障涉汞行業工人健康。

(三)

技術實現要素：

本發明目的是提供一種用於涉汞行業工作人員的防汞口罩。

本發明採用的技術方案是：

一種防汞口罩，包括口罩本體、與口罩本體連接用於鉤掛於耳部的鉤掛件，所述的口罩本體內設有hepa濾棉，其特徵在於，所述的口罩本體內還設有單層或多層負載納米硒的紗布，所述的負載納米硒的紗布的製備方法為：

(1)將鹽酸多巴胺分散於去離子水中，攪拌均勻，在室溫下反應完全，得到聚多巴胺水溶液；所述鹽酸多巴胺用量以所述的去離子水體積計為0.32～3.2g/l；

(2)向所得聚多巴胺水溶液中加入紗布浸漬，得到浸漬混合物；所述紗布面積以聚多巴胺水溶液的體積計為100～1000cm2/l；

(3)將亞硒酸鈉分散於所述浸漬混合物中，攪拌均勻，加入抗壞血酸，攪拌反應完全，取出處理後的紗布，乾燥，得到負載納米硒的紗布；所述亞硒酸鈉用量以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.001～0.02mol/l，所述抗壞血酸用量以所述的聚多巴胺溶液體積計為0.002～0.04mol/l。

進一步，所述的紗布包裹在所述的hepa濾棉外側。

進一步，步驟(1)在室溫下反應時間為4～6小時。

進一步，步驟(2)所述的紗布浸漬時間為1～2小時。

進一步，步驟(3)所述的攪拌反應時間為1～2小時。

再進一步，步驟(3)中，所述紗布為脫脂棉紗布。

進一步，優選所述亞硒酸鈉用量以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.005mol/l，所述紗布與聚多巴胺水溶液面積計為500cm2/l，所述抗壞血酸用量以所述的聚多巴胺水溶液體積計為0.01mol/l。

本發明所得負載納米硒的紗布中納米硒的面積負載量為0.0001g/cm2～0.02g/cm2。

本發明利用自製的檢測裝置為所述防汞口罩進行性能測定。本發明所述的自製的檢測裝置由含汞蒸氣20000ng/m3的儲存罐，四邊的中間各有鉤掛件的防汞口罩，兩端為螺旋可拆卸式連接的管道的中間壁上含有四個掛鈎的的長方體管道，測汞儀，尾氣處理裝置組成；所述的填充防汞口罩的長方體管道入口端與含汞蒸氣的儲存罐連接，填充防汞口罩的長方體管道出口端分別與測汞儀和尾氣處理裝置連接；所述的測汞儀(lumessra915+)可實時監測並記錄不同時刻所述處理長方體管道出口處汞蒸氣濃度，所述的尾氣處理裝置由緩衝瓶和盛有高錳酸鉀溶液的吸收瓶組成，可吸收經防汞口罩處理完未達排放標準的汞蒸氣。

與現有技術相比，本發明有益效果主要體現在：

①目前市場上尚無成熟的長期、穩定、高效的防汞口罩可供使用，該方法具有巨大的社會和經濟效益，且高效環保；

②在汞蒸氣初始濃度為20000-30000ng/m3時，防汞口罩高效除汞效率為96％-99％左右，節約成本；

(四)附圖說明

圖1為實施例中防汞口罩性能檢測裝置，(1)含汞蒸氣20000ng/m3的儲存罐，(2)填充負載納米硒的多孔陶瓷的處理管道，(3)測汞儀，(4)緩衝瓶，(5)盛有0.05％的高錳酸鉀溶液的吸收瓶。

(五)具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護範圍並不僅限於此：

本發明利用自製的檢測裝置為所述防汞口罩進行性能測定。所述的自製的檢測裝置由含汞蒸氣20000ng/m3的儲存罐1，四邊的中間各有鉤掛件的防汞口罩2，兩端為螺旋可拆卸式連接的管道的中間壁上含有四個掛鈎的的長方體管道3，測汞儀4，尾氣處理裝置組成；所述的填充防汞口罩的長方體管道3入口端與含汞蒸氣的儲存罐1連接，填充防汞口罩的長方體管道3出口端分別與測汞儀4和尾氣處理裝置連接；所述的測汞儀4(lumessra915+)可實時監測並記錄不同時刻所述處理長方體管道3出口處汞蒸氣濃度，所述的尾氣處理裝置由緩衝瓶5和盛有高錳酸鉀溶液的吸收瓶6組成，可吸收經防汞口罩2處理完未達排放標準的汞蒸氣。

本發明所述hepa濾棉購買自上海霍騰機電科技有限公司，

實施例1

負載納米硒的紗布製備

(1)先將1.28g鹽酸多巴胺分散於1l去離子水中，攪拌均勻，在25℃條件下用恆溫磁力攪拌器攪拌反應6個小時，加入長度為50cm,寬度為10cm的脫脂棉紗布(紗布面積為500cm2)，在25℃條件下用恆溫磁力攪拌器攪拌吸附1個小時，得到聚多巴胺水溶液；

(2)向所得聚多巴胺水溶液中加入紗布浸漬1-2h，得到浸漬混合物；

(3)將0.001mol(0.174g)，0.003mol(0.522g)，0.005mol(0.87g)的亞硒酸鈉分別分散於1l所述浸漬混合物中，攪拌均勻，後分別加入抗壞血酸0.002mol(0.352g)，0.004mol(0.704g),0.01mol(1.76g)反應1h，讓納米硒充分附著到紗布中，得化學法合成納米硒負載紗布，可用肉眼明顯觀察到紗布表面有紅色顆粒出現，說明化學法納米硒已成功附著。

計算前後質量差得到納米硒負載量分別為0.08g，0.24g，0.40g。其中納米硒的粒徑為257.3nm，負載納米硒的紗布中納米硒的體積負載量分別為1.6×10-4g/cm2(0.08/500)，4.8×10-4g/cm2(0.24/500)，8.0×10-4g/cm2(0.40/500)。

實施例2

一種防汞口罩，包括口罩本體、與口罩本體連接用於鉤掛於耳部的鉤掛件，所述的口罩本體內設有hepa濾棉，其特徵在於，所述的口罩本體內還設有五層負載納米硒的紗布，所述的負載納米硒的紗布包裹在hepa濾棉外側。

所述防汞口罩的尺寸為長12cm，寬10cm，厚度2cm。

具體檢測方式及去除汞蒸氣效果評估

打開汞蒸氣初始濃度為20000ng/m3含汞蒸氣的儲存罐1的閥門，調節測汞儀4的氣體進入流量為1l/min，用測汞儀每隔1s時間持續測量直至濃度不再發生變化，實驗過程取10min時間內處理長度為20cm，橫截面尺寸為12cm×10cm的長方體管道3出口處汞蒸氣濃度的變化情況，獲得汞蒸氣濃度隨時間變化曲線l，用microcalorigin8.0軟體積分計算曲線所包圍的面積sl，該面積即為10min內長方體管道內減少的汞蒸氣含量。

將紗布的面積記為s紗布，可以得到以下公式：

口罩吸附的汞蒸氣含量mhg＝20000*600/60/1000-sl*10/60/1000ng單位面積1m2口罩吸附的汞蒸氣含量mhg＝{20000*600/60/1000-sl*10/60/1000}/s紗布ng/m2汞去除率(％)＝(20000-加入吸附劑後的汞蒸氣的濃度)/20000

結果見表1，表明在室溫條件下，經實驗測得單位面積負載納米硒的口罩吸附的汞蒸氣含量分別為50ng/m2，60ng/m2，70ng/m2，該方法具有高效去除汞蒸氣的效果。

表1.室溫下不同面積負載量的納米硒負載口罩吸附汞蒸氣的量mhg(ng/cm2)和處理後長方體管道出氣口處的汞蒸氣濃度(ng/m3)和除汞效率(％)