一种防汞口罩

摘要

本发明公开了一种防汞口罩，包括口罩本体、与口罩本体连接用于钩挂于耳部的钩挂件，所述的口罩本体内设有HEPA滤棉，其特征在于，所述的口罩本体内还设有单层或多层负载纳米硒的纱布。该方法是国内外首次制备负载纳米硒的纱布用于去除大气中的汞蒸气，该方法具有更加高效、更加环保的优点；在汞蒸气初始浓度为20000‑30000ng/m3时，该方法高效除汞效率为96％‑99％左右，节约成本；目前市场上尚无成熟的长期、稳定、高效的除汞口罩可供使用，该方法具有巨大的社会和经济效益。

权利要求

1.一种防汞口罩，包括口罩本体、与口罩本体连接用于钩挂于耳部的钩挂件，所述的口罩本体内设有HEPA滤棉，其特征在于，所述的口罩本体内还设有单层或多层负载纳米硒的纱布，所述的负载纳米硒的纱布的制备方法为：(1)将盐酸多巴胺分散于去离子水中，搅拌均匀，在室温下反应完全，得到聚多巴胺水溶液；所述盐酸多巴胺用量以所述的去离子水体积计为0.32～3.2g/L；

(2)向所得聚多巴胺水溶液中加入纱布浸渍，得到浸渍混合物；所述纱布面积以聚多巴胺水溶液的体积计为100～1000cm2/L；

(3)将亚硒酸钠分散于所述浸渍混合物中，搅拌均匀，加入抗坏血酸，搅拌反应完全，取出处理后的纱布，干燥，得到负载纳米硒的纱布；所述亚硒酸钠用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.001～0.02mol/L，所述抗坏血酸用量以所述的聚多巴胺溶液体积计为0.002～0.04mol/L。

2.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：所述的纱布包裹在所述的HEPA滤棉外侧。

3.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(1)中，在室温下反应时间为4～6小时。

4.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(2)中，所述的纱布浸渍时间为1～2小时。

5.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(3)中，所述的搅拌反应时间为1～2小时。

6.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(3)中，所述纱布为脱脂棉纱布。

7.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(2)中，所述纱布面积以聚多巴胺水溶液体积计为500cm2/L。

8.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(3)中，所述亚硒酸钠用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.005mol/L。

9.如权利要求1所述的防汞口罩，其特征在于：步骤(3)中，所述抗坏血酸用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.01mol/L。

说明书

一种防汞口罩

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于涉汞行业工作人员的防汞口罩。(二)背景技术

[0002] 汞(Hg，又称水银)，是剧毒元素，对人体危害巨大。史上著名的日本水俣病事件就是因为Hg中毒造成的。因此Hg成为优先控制的剧毒污染物。

[0003] Hg被广泛应用于各行各业，如化学工业，电器工业，冶金铸造，医疗行业，军事工业等行业。在许多涉Hg行业车间，Hg蒸气浓度很高，现今还缺乏有效的方法减少涉汞行业车间往大气中排放汞蒸气，不可避免地产生汞蒸气污染，严重危害了大气环境和人类健康。

[0004] 因此，迫切需要研发新型吸附剂以高效、长期稳定地减少高汞车间中的Hg蒸气排放，保护大气环境和人类健康。

[0005] 硒(Se)与Hg有超强的亲和力，相互反应可以形成溶解度极低的HgSe，因此Se也被用来修复环境中的Hg污染。同样的Se可望高效的吸收大气中存在的气态汞。

[0006] 本发明拟基于Se与Hg的超强亲和力，应用以纱布为载体的纳米Se制造防汞口罩来保障涉汞车间工人免受汞蒸气毒害，保障涉汞行业工人健康。(三)发明内容

[0007] 本发明目的是提供一种用于涉汞行业工作人员的防汞口罩。

[0008] 本发明采用的技术方案是：

[0009] 一种防汞口罩，包括口罩本体、与口罩本体连接用于钩挂于耳部的钩挂件，所述的口罩本体内设有HEPA滤棉，其特征在于，所述的口罩本体内还设有单层或多层负载纳米硒的纱布，所述的负载纳米硒的纱布的制备方法为：

[0010] (1)将盐酸多巴胺分散于去离子水中，搅拌均匀，在室温下反应完全，得到聚多巴胺水溶液；所述盐酸多巴胺用量以所述的去离子水体积计为0.32～3.2g/L；

[0011] (2)向所得聚多巴胺水溶液中加入纱布浸渍，得到浸渍混合物；所述纱布面积以聚多巴胺水溶液的体积计为100～1000cm2/L；

[0012] (3)将亚硒酸钠分散于所述浸渍混合物中，搅拌均匀，加入抗坏血酸，搅拌反应完全，取出处理后的纱布，干燥，得到负载纳米硒的纱布；所述亚硒酸钠用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.001～0.02mol/L，所述抗坏血酸用量以所述的聚多巴胺溶液体积计为0.002～0.04mol/L。

[0013] 进一步，所述的纱布包裹在所述的HEPA滤棉外侧。

[0014] 进一步，步骤(1)在室温下反应时间为4～6小时。

[0015] 进一步，步骤(2)所述的纱布浸渍时间为1～2小时。

[0016] 进一步，步骤(3)所述的搅拌反应时间为1～2小时。

[0017] 再进一步，步骤(3)中，所述纱布为脱脂棉纱布。

[0018] 进一步，优选所述亚硒酸钠用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.005mol/L，所述纱布与聚多巴胺水溶液面积计为500cm2/L，所述抗坏血酸用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.01mol/L。

[0019] 本发明所得负载纳米硒的纱布中纳米硒的面积负载量为0.0001g/cm2～0.02g/cm2。

[0020] 本发明利用自制的检测装置为所述防汞口罩进行性能测定。本发明所述的自制的检测装置由含汞蒸气20000ng/m3的储存罐，四边的中间各有钩挂件的防汞口罩，两端为螺旋可拆卸式连接的管道的中间壁上含有四个挂钩的的长方体管道，测汞仪，尾气处理装置组成；所述的填充防汞口罩的长方体管道入口端与含汞蒸气的储存罐连接，填充防汞口罩的长方体管道出口端分别与测汞仪和尾气处理装置连接；所述的测汞仪(Lumess RA915+)可实时监测并记录不同时刻所述处理长方体管道出口处汞蒸气浓度，所述的尾气处理装置由缓冲瓶和盛有高锰酸钾溶液的吸收瓶组成，可吸收经防汞口罩处理完未达排放标准的汞蒸气。

[0021] 与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：

[0022] ①目前市场上尚无成熟的长期、稳定、高效的防汞口罩可供使用，该方法具有巨大的社会和经济效益，且高效环保；

[0023] ②在汞蒸气初始浓度为20000-30000ng/m3时，防汞口罩高效除汞效率为96％-99％左右，节约成本；
(四)附图说明

[0024] 图1为实施例中防汞口罩性能检测装置，(1)含汞蒸气20000ng/m3的储存罐，(2)填充负载纳米硒的多孔陶瓷的处理管道，(3)测汞仪，(4)缓冲瓶，(5)盛有0.05％的高锰酸钾溶液的吸收瓶。(五)具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

[0026] 本发明利用自制的检测装置为所述防汞口罩进行性能测定。所述的自制的检测装置由含汞蒸气20000ng/m3的储存罐1，四边的中间各有钩挂件的防汞口罩2，两端为螺旋可拆卸式连接的管道的中间壁上含有四个挂钩的的长方体管道3，测汞仪4，尾气处理装置组成；所述的填充防汞口罩的长方体管道3入口端与含汞蒸气的储存罐1连接，填充防汞口罩的长方体管道3出口端分别与测汞仪4和尾气处理装置连接；所述的测汞仪4(Lumess RA915+)可实时监测并记录不同时刻所述处理长方体管道3出口处汞蒸气浓度，所述的尾气处理装置由缓冲瓶5和盛有高锰酸钾溶液的吸收瓶6组成，可吸收经防汞口罩2处理完未达排放标准的汞蒸气。

[0027] 本发明所述HEPA滤棉购买自上海霍腾机电科技有限公司，

[0028] 实施例1

[0029] 负载纳米硒的纱布制备

[0030] (1)先将1.28g盐酸多巴胺分散于1L去离子水中，搅拌均匀，在25℃条件下用恒温磁力搅拌器搅拌反应6个小时，加入长度为50cm,宽度为10cm的脱脂棉纱布(纱布面积为500cm2)，在25℃条件下用恒温磁力搅拌器搅拌吸附1个小时，得到聚多巴胺水溶液；

[0031] (2)向所得聚多巴胺水溶液中加入纱布浸渍1-2h，得到浸渍混合物；

[0032] (3)将0.001mol(0.174g)，0.003mol(0.522g)，0.005mol(0.87g)的亚硒酸钠分别分散于1L所述浸渍混合物中，搅拌均匀，后分别加入抗坏血酸0.002mol(0.352g)，0.004mol(0.704g),0.01mol(1.76g)反应1h，让纳米硒充分附着到纱布中，得化学法合成纳米硒负载纱布，可用肉眼明显观察到纱布表面有红色颗粒出现，说明化学法纳米硒已成功附着。

[0033] 计算前后质量差得到纳米硒负载量分别为0.08g，0.24g，0.40g。其中纳米硒的粒-4 2径为257.3nm，负载纳米硒的纱布中纳米硒的体积负载量分别为1.6×10 g/cm (0.08/
500)，4.8×10-4g/cm2(0.24/500)，8.0×10-4g/cm2(0.40/500)。

[0034] 实施例2

[0035] 一种防汞口罩，包括口罩本体、与口罩本体连接用于钩挂于耳部的钩挂件，所述的口罩本体内设有HEPA滤棉，其特征在于，所述的口罩本体内还设有五层负载纳米硒的纱布，所述的负载纳米硒的纱布包裹在HEPA滤棉外侧。

[0036] 所述防汞口罩的尺寸为长12cm，宽10cm，厚度2cm。

[0037] 具体检测方式及去除汞蒸气效果评估

[0038] 打开汞蒸气初始浓度为20000ng/m3含汞蒸气的储存罐1的阀门，调节测汞仪4的气体进入流量为1L/min，用测汞仪每隔1s时间持续测量直至浓度不再发生变化，实验过程取10min时间内处理长度为20cm，横截面尺寸为12cm×10cm的长方体管道3出口处汞蒸气浓度的变化情况，获得汞蒸气浓度随时间变化曲线L，用Microcal Origin8.0软件积分计算曲线所包围的面积SL，该面积即为10min内长方体管道内减少的汞蒸气含量。

[0039] 将纱布的面积记为S纱布，可以得到以下公式：

[0040] 口罩吸附的汞蒸气含量MHg＝20000*600/60/1000-SL*10/60/1000ng单位面积1m2口罩吸附的汞蒸气含量mHg＝{20000*600/60/1000-SL*10/60/1000}/S纱布ng/m2汞去除率(％)＝(20000-加入吸附剂后的汞蒸气的浓度)/20000

[0041] 结果见表1，表明在室温条件下，经实验测得单位面积负载纳米硒的口罩吸附的汞蒸气含量分别为50ng/m2，60ng/m2，70ng/m2，该方法具有高效去除汞蒸气的效果。

[0042] 表1.室温下不同面积负载量的纳米硒负载口罩吸附汞蒸气的量mHg(ng/cm2)和处理后长方体管道出气口处的汞蒸气浓度(ng/m3)和除汞效率(％)

[0043]