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膜法口罩的核心是高性能空氣凈化膜材料，該材料具有由納米纖維構(gòu)成的三維類(lèi)蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)，形成的微孔尺寸可控制在0.1到0.5微米范圍內(nèi)，能有效過(guò)濾99%以上的非油性顆粒，有效攔截各種固體氣溶膠、飛沫和病毒，同時(shí)具有良好的透氣性，不會(huì)產(chǎn)生呼吸的不適感。空氣凈化膜材料除了可用于制作口罩外，還可以用于空氣凈化器、醫(yī)療防護(hù)服等領(lǐng)域。基于膜材料制作的防護(hù)服，具有良好的抗菌拒水性能，是醫(yī)療防護(hù)中等級(jí)最高的醫(yī)用防護(hù)服，它的特點(diǎn)是人體的汗氣可以向外散發(fā)，而外面的水和細(xì)菌病毒等不能進(jìn)入，且具有優(yōu)異的耐老化、耐消毒等性能，可經(jīng)常消毒殺菌。 在工業(yè)領(lǐng)域空氣凈化膜用于煙塵的超低排放控制，已經(jīng)推廣應(yīng)用了上百套工程裝備，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益二十多億元，先后獲得中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、侯德榜化工科學(xué)技術(shù)青年獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。?????以空氣凈化膜為核心濾材的5萬(wàn)口罩已經(jīng)在南京市江北新區(qū)、浦口區(qū)多家政府機(jī)構(gòu)、江蘇省膜產(chǎn)業(yè)園入園企業(yè)等上百家單位使用，為堅(jiān)持在防疫一線工作的人員提供了有力保障。在南京市政府召開(kāi)的防疫物資主題會(huì)議上，空氣凈化膜技術(shù)受到了南京市工信局、科技局等部門(mén)的高度重視，。

一次性口罩

2020年2月7日，在東南大學(xué)孫立濤教授的建議下，其研發(fā)的“石墨烯基KN95口罩”聯(lián)合合作單位近日將40萬(wàn)只以最快的速度直接發(fā)往武漢。這款石墨烯基KN95口罩由孫立濤教授研發(fā)。2016年，經(jīng)第三方測(cè)試，這種口罩對(duì)PM2.5的去除率高達(dá)97.1%。 這款口罩將石墨烯復(fù)合物溶液噴涂于過(guò)濾網(wǎng)上，能夠有效去除（干、濕）空氣中的粉塵及PM2.5。目前市場(chǎng)上多數(shù)口罩是通過(guò)靜電吸附微小顆粒物，但呼吸的水汽會(huì)讓靜電消失，配戴一個(gè)小時(shí)吸附效果就會(huì)顯著下降而致吸附失效。石墨烯基口罩借助石墨烯超大的比表面積優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)微小顆粒物的直接吸附，不存在遇水汽失效問(wèn)題，可以長(zhǎng)時(shí)間保持高效吸附率，其防護(hù)效果級(jí)別達(dá)到了2016年新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級(jí)別：A級(jí)。

這款口罩將石墨烯復(fù)合物溶液噴涂于過(guò)濾網(wǎng)上，能夠有效去除（干、濕）空氣中的粉塵及PM2.5。目前市場(chǎng)上多數(shù)口罩是通過(guò)靜電吸附微小顆粒物，但呼吸的水汽會(huì)讓靜電消失，佩戴一個(gè)小時(shí)吸附效果就會(huì)顯著下降而致吸附失效。石墨烯基口罩借助石墨烯超大的比表面積優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)微小顆粒物的直接吸附，不存在遇水汽失效問(wèn)題，可以長(zhǎng)時(shí)間保持高效吸附率，其防護(hù)效果級(jí)別達(dá)到了2016年新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級(jí)別：A級(jí)。2016年，經(jīng)第三方測(cè)試，這種口罩對(duì)PM2.5的去除率高達(dá)97.1[%]。因?yàn)榇舜畏窝滓咔橹械牟《灸壳爸饕ㄟ^(guò)飛沫或在空氣中形成氣凝膠傳播，與通常的霧霾顆粒類(lèi)似，所以石墨烯基口罩的防病毒功能很好。

本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)水上水下空化射流噴嘴。高壓水噴嘴裝在低壓水噴嘴內(nèi)，緊靠在低壓水噴嘴的淹沒(méi)腔臺(tái)肩上；在低壓水噴嘴軸向空氣腔室內(nèi)裝有閥芯，閥芯連桿的一端與靠近淹沒(méi)腔一端的閥芯連接，另一端穿過(guò)圓盤(pán)套筒與彈性膜片連接，圓盤(pán)套筒和空氣腔室為過(guò)盈配合，彈性膜片和圓盤(pán)套筒為密封連接，高壓水噴嘴的進(jìn)氣口經(jīng)氣孔后，一路與空氣腔室連通，另一路經(jīng)高壓噴嘴節(jié)流口、高壓噴嘴出口與淹沒(méi)腔連通，低壓水噴嘴的低壓水入口經(jīng)閥芯中部縫隙、低壓水管路與淹沒(méi)腔連通。本發(fā)明利用水上環(huán)境和水下環(huán)境的差異性，根據(jù)外界工作環(huán)境的變化做出自適應(yīng)調(diào)節(jié)，起到節(jié)能和提高工作效率的作用；該過(guò)程不需要人工調(diào)節(jié)，同時(shí)降低能耗，達(dá)到節(jié)能效果。

水槍的試驗(yàn)表明，空氣-水兩相射流能比純水射流節(jié)水30%-50%。低成本、低能耗、高效率是這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院儒燕創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，仿生魚(yú)類(lèi)呼吸過(guò)程，自主研制鰓式通透口罩，并以最快的速度制作了6000個(gè)無(wú)償送給醫(yī)務(wù)工作者、環(huán)衛(wèi)工、執(zhí)勤警察使用。鰓式通透口罩已于2016年取得國(guó)家專(zhuān)利，2018年投放到北京、河北等地的商超銷(xiāo)售。 

1 成果簡(jiǎn)介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 質(zhì)子交換膜燃料電池的理論比能量高達(dá)32940Wh/kg（ 在地面上使用時(shí)可不計(jì)空氣的質(zhì)量），是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對(duì)冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。現(xiàn)在世界各國(guó)正在加速其在民用領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。 利用質(zhì)子交換膜燃料電池國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵原材料，創(chuàng)新膜電極制備方法（“熱定型” CCM 制備法）和優(yōu)化制備工藝，開(kāi)發(fā)出了高性能、大面積的國(guó)產(chǎn)材料膜電極批量制備技術(shù)。并在模塊化燃料電池設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)模擬仿真的基礎(chǔ)上，研制出了空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)。該成果獲得全國(guó)第十九屆發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明金獎(jiǎng)。空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)，主要由燃料電池、供氣軸流風(fēng)扇、陽(yáng)極間歇式排氣電磁閥、 DC/DC 穩(wěn)壓器和控制電路板等組成，燃料電池采用陰極與大氣貫通的開(kāi) 放設(shè)計(jì)和高效的自增濕專(zhuān)利技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)寬功率范圍的自增濕發(fā)電。在電化學(xué)發(fā)電過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的熱管理和對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行預(yù)加濕，大大地減化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)比功率（ 265W/kg、 211W/L），并降低了成本，是一種實(shí)用性很強(qiáng)的新能源發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)采用普氫燃料，發(fā)電效率可達(dá)到 50%以上，功率密度可達(dá)到 300mW/cm2 以上，無(wú)污染。在分布式電站、交通動(dòng)力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃料電池發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)： 上圖： 1.3 千瓦 空冷、自增濕式燃料電池發(fā)電機(jī) (43 cells)2 應(yīng)用說(shuō)明經(jīng)過(guò)近十年來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)、 分布式電站、電源等領(lǐng)域的廣泛示范應(yīng)用（ 燃料電池已經(jīng)在航天、軍事上得到應(yīng)用，燃料電池備用電源和燃料電池家用電站正在開(kāi)始商業(yè)化）， 質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的成熟度已經(jīng)逐漸被用戶所接受。目前，其商業(yè)化主要問(wèn)題是成本較高（采用進(jìn)口材料成本昂貴）， 而本項(xiàng)目采用“ 863” 計(jì)劃“ 全國(guó)產(chǎn)材料燃料電池發(fā)電機(jī)” 成果，利用國(guó)產(chǎn)原材料制備燃料電池電堆，燃料電池材料供應(yīng)不僅有安全保障，而且還有低成本優(yōu)勢(shì)，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 應(yīng)用說(shuō)明本項(xiàng)目屬新能源發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。在分布式電站、交通動(dòng)力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。4 效益分析目前，質(zhì)子交換膜燃料電池的先進(jìn)制造水平為：電極催化劑載量為 0.5 毫克/平方厘米（電極）左右，電極性能可以在常壓空氣條件下達(dá)到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生產(chǎn)的情況下， 1 千瓦的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆僅需要使用約 2 克的 Pt 催化劑、 0.2 平方米的質(zhì)子交換膜、 0.4 平方米的碳紙擴(kuò)散層和約 0.24 平方米模壓雙極板。考慮國(guó)產(chǎn)燃料電池材料的批量生產(chǎn)，估計(jì)能實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 1500 元/平方米（質(zhì)子交換膜）、催化劑 400 元/克（ Pt）、 300 元/平方米（碳紙）、 600 元/平方米（模壓石墨板）。 1 千瓦全國(guó)產(chǎn)材料燃料電池堆的關(guān)鍵材料成本可控制在 1500 元以下，這與目前進(jìn)口材料燃料電池 26000 元/千瓦的成本相比， 國(guó)產(chǎn)材料燃料電池堆具有十分誘人的前景，這一批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電站成本要求 8000 元/千瓦，距離交通動(dòng)力 500 元/千瓦的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)也為時(shí)不遠(yuǎn)。

N95口罩的關(guān)鍵技術(shù)在于其致密、能有效隔離病毒的濾芯層，一般的N95口罩是5層濾芯層、普通口罩可能只有兩層。南京工業(yè)大學(xué)陳蘇教授課題組的新技術(shù)讓N95口罩生產(chǎn)提質(zhì)增效，做濾芯的新材料只需3層就可以生產(chǎn)N95了。他們的新技術(shù)全稱(chēng)叫“熔噴無(wú)紡布材料和微流體氣噴紡絲技術(shù)”。“我們團(tuán)隊(duì)前期一直致力于新型紡絲技術(shù)和無(wú)紡布材料的開(kāi)發(fā)，研究出了微流體氣噴紡絲技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)超細(xì)纖維的制備，平均直徑65納米，是目前紡絲技術(shù)中生產(chǎn)纖維最細(xì)的，過(guò)濾隔離病毒的效果也就更好。”陳蘇介紹，傳統(tǒng)的紡絲技術(shù)生產(chǎn)出的纖維，一般直徑在幾百納米，而氣噴紡絲技術(shù)所制備的纖維直徑僅幾十納米，可以更好地隔離病毒，將氣噴紡絲的纖維膜負(fù)載在傳統(tǒng)的無(wú)紡布上，就實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)效果的N95口罩濾芯層的制備。“也就是說(shuō)，N95一般是5層濾芯層，普通口罩可能只有兩層，那么，用我們的材料（做成濾芯層）只要3層就相當(dāng)于N95了。”陳蘇團(tuán)隊(duì)近年來(lái)一直致力于微流體紡絲和微流體氣噴紡絲工作的研究，前期通過(guò)紡絲參數(shù)的優(yōu)化、紡絲體系的探索制備了一系列功能纖維材料，其成果日前在國(guó)際材料重要期刊《Advanced Materials》（先進(jìn)材料）上發(fā)表。基于前期的研究基礎(chǔ)，陳蘇教授掌握了紡絲關(guān)鍵技術(shù)、紡絲設(shè)備開(kāi)發(fā)技術(shù)和功能纖維原理，為其產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。點(diǎn)擊查看原文