專利名稱：：低溫原位制備Ag修飾TiO₂復(fù)合空氣凈化功能織物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬?gòu)?fù)合空氣凈化功能織物的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人民生活的日益提高，辦公和居住場(chǎng)所的裝修水準(zhǔn)越來(lái)越高，新興建筑材料特別是化學(xué)合成建材被廣泛使用于高檔家具、家用電器，紛紛進(jìn)入家庭和辦公室。香料、化妝品、上光劑、空氣清新劑、防蟲劑、殺蟲劑、洗滌劑等也成了人們生活中必不可少的用品。人們?cè)谙硎苓@些產(chǎn)品帶來(lái)的舒適和滿足的同時(shí)，它們正不斷地產(chǎn)生著各種污染物質(zhì)和有害物質(zhì)，破壞室內(nèi)空氣質(zhì)量(indoorairquality，IAQ)。而建筑節(jié)能、室內(nèi)保溫、統(tǒng)一空調(diào)等，使居室和辦公場(chǎng)所的密封性更好，室內(nèi)產(chǎn)生的污染物很難向室外擴(kuò)散，造成室內(nèi)空氣質(zhì)量的惡化。這些因素都導(dǎo)致了室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)無(wú)論從種類上或數(shù)量上不斷增加，從而產(chǎn)生了室內(nèi)空氣污染。近年來(lái)的國(guó)內(nèi)外研究資料表明，城市居民每天約有80%的時(shí)間在各種室內(nèi)環(huán)境中度過(guò)，而且老人和兒童等敏感人群在室內(nèi)度過(guò)的時(shí)間更長(zhǎng)，因而室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量對(duì)人體健康的影響十分重要。長(zhǎng)期生活在這樣建筑物內(nèi)的人會(huì)出現(xiàn)頭痛、呼吸道感染、疲勞嗜睡、發(fā)熱惡心、皮膚痙癢和異常性過(guò)敏等癥狀，這些癥候群被統(tǒng)稱為"病態(tài)建筑物綜合癥"(sickbuildingsyndrome,SBS)。室內(nèi)空氣污染在國(guó)際上已被列為危害人體健康的五大因素之一，關(guān)于室內(nèi)污染致使人體健康受到危害的報(bào)道屢見不鮮。僅一項(xiàng)對(duì)2060個(gè)人的隨機(jī)實(shí)驗(yàn)中就發(fā)現(xiàn)有16%的人患有與工作有關(guān)的粘膜炎癥(眼、鼻或喉嚨發(fā)炎)，而7%的人是在室內(nèi)，尤其是在辦公室內(nèi)患上這些疾病的。室內(nèi)空氣品質(zhì)下降導(dǎo)致的工作效率下降、員工病假和直接醫(yī)療費(fèi)用等造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)對(duì)我國(guó)部分建筑物室內(nèi)空氣污染水平的檢測(cè)數(shù)據(jù)，新裝修后污染嚴(yán)重的房間，室內(nèi)空氣中甲醛的峰值濃度能達(dá)到0.8lmg/m超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值(0.08mg/m"10倍以上，個(gè)別甚至高達(dá)0.8lmg/m3。有文獻(xiàn)表明，室內(nèi)可檢測(cè)出300多種污染物，室內(nèi)環(huán)境空氣污染水平一般比室外環(huán)境要高出2-5倍，極端情況下，可超過(guò)100倍。惡劣的室內(nèi)空氣正在給人類的健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。城市居民約80%的時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)，長(zhǎng)期處在惡劣的室內(nèi)環(huán)境中所遭受的潛在危害是無(wú)法估量的。隨著人們健康意識(shí)和自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)生活質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的要求越來(lái)越高，開始認(rèn)識(shí)到提高室內(nèi)空氣的品質(zhì)是健康生活和工作的保障。過(guò)去人們的注意力一直放在室外環(huán)境的空氣污染及治理上，但近十幾年，室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人類身體健康的影響也日益成為全世界普遍關(guān)心的問(wèn)題。因此，治理室內(nèi)空氣污染尤其是去除室內(nèi)空氣中的有機(jī)污染物成為國(guó)內(nèi)外科技工作者研究的熱點(diǎn)。目前，去除室內(nèi)空氣污染物的方法主要有物理吸附法、化學(xué)中和法、光催化法、空氣負(fù)離子法等。但以上方法存在吸附飽和、制造復(fù)雜、成本高且不能再生使用等缺陷?？紤]到柔性基材(纖維材料)作為載體具有表面積大、易加工成型、富集污染物和稀釋分解產(chǎn)物特殊性能，將光催化劑負(fù)載到柔性基材上制備柔性空氣凈化材料。目前制備方法有浸軋法和涂層法。這兩種方法存在著光催化劑被粘合劑包覆，團(tuán)聚嚴(yán)重、催化效率低、柔性基材易光氧化降解等問(wèn)題。由于柔性基材不耐高溫，限制了光催化劑在柔性基材上沉積，再進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)換方法的使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，該方法簡(jiǎn)單、成本低，無(wú)二次污染，易于工業(yè)化生產(chǎn)；所得的柔性空氣凈化材料空氣凈化效果好。本發(fā)明的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，包括(1)預(yù)處理用丙酮溶液超聲清洗織物3050min，203(TC干燥1216小時(shí)，再在的高效清洗劑KieralonOL(巴斯夫公司)溶液中4045。C下處理2030分鐘，8085。C干燥3045min;(2)織物抗光氧化保護(hù)整理將預(yù)處理后的織物浸軋抗氧化整理溶液LZQ3050min后取出，在708(TC預(yù)烘，再升溫至13015(TC焙烘24min;其中LZQ整理液成分為，13%吐溫80、410%納米羥基磷灰石MP40、38%四季戊四醇酯、610%辛基三甲氧基硅烷和6986%水組成；(3)在惰性環(huán)境下，將O.020.15mol四異丙醇鈦在攪拌作用下緩慢加入到3050ml無(wú)水醇中，再加入0.010.03mol穩(wěn)定劑，200300rpm攪拌14min，然后繼續(xù)加入20ioomi體積比為30:i:560:i:i.5的無(wú)水醇、酸和去離子水混合液，攪拌40100min，加入潤(rùn)濕劑，得到低溫前驅(qū)體溶膠；(4)織物表面原位合成將經(jīng)步驟(2)處理的織物浸漬到步驟(3)溶膠中310min，之后在657(TC下烘干，去除材料表面殘留的溶膠，然后在9095t:下烘干38min;(5)后處理烘干后的織物在90IO(TC沸水中處理24小時(shí)，再在405(TC預(yù)烘，然后浸入到0.0010.Olmol/L硝酸銀溶液中13min，然后在準(zhǔn)分子紫外光源下輻照36分鐘，得到復(fù)合空氣凈化織物。所述步驟(1)的織物為非織造布、機(jī)織布或針織布。所述織物的纖維選自棉纖維、麻纖維、聚酰亞胺纖維、活性炭纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維、竹纖維，蠶絲纖維、羊毛纖維、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維、錦綸纖維中的一種或兩種混紡纖維。所述步驟(3)中的醇為異丙醇、異丁醇或異戊二醇。所述步驟(3)中的酸為鹽酸、硝酸、硫酸或者醋酸。所述步驟(3)中的潤(rùn)濕劑為吐溫80或者曲拉通IOO，用量為owf2%6%。所述步驟(3)中的穩(wěn)定劑為三乙胺或三乙醇胺；酸為鹽酸、硝酸、硫酸或者醋酸。所述步驟(5)中的輻照條件波長(zhǎng)222或者172nm，頻率100Hz，電流1.6A，功率1.5KW，燈管與處理織物的空隙為13cm。4發(fā)明制備的空氣凈化材料可應(yīng)用于潛艇、醫(yī)院病房、汽車內(nèi)部裝飾、飛機(jī)內(nèi)部裝飾等室內(nèi)裝飾領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景。本發(fā)明直接通過(guò)在織物上整理抗光氧化保護(hù)層，然后在織物上原位合成光催化劑，在沸水中實(shí)現(xiàn)光催化劑晶型的轉(zhuǎn)換，制備低溫原位合成柔性空氣凈化材料。*^效果(1)本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、成本低，不增加新設(shè)備，易于工業(yè)化生產(chǎn)；(2)纖維原料來(lái)源廣，易加工成各種形狀，使用方便；(3)本發(fā)明將半導(dǎo)體納米粒子原位生長(zhǎng)在纖維織物上，既解決了光催化劑在空氣凈化時(shí)的粉塵污染問(wèn)題，又能避免光催化劑在柔性基材上團(tuán)聚效率下降的問(wèn)題；柔性空氣凈化材料表面的光觸媒薄膜具有高親水性，可形成防霧涂層，同時(shí)由于其強(qiáng)大的氧化作用，可氧化掉表面的污染物，保持自身清潔，柔性材料在可見光下能通過(guò)光催化降解有毒氣體，并將其變?yōu)闊o(wú)毒無(wú)味的物質(zhì)，本發(fā)明的柔性空氣凈化材料空氣凈化效果好，無(wú)二次污染，可長(zhǎng)期使用。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1(1)羊毛織物表面預(yù)處理用丙酮溶液超聲清洗羊毛織物30min，室溫2(TC下干燥12小時(shí)，再在巴斯夫公司的高效清洗劑KieralonOL溶液中40。C下處理20分鐘，80。C下干燥30min;(2)羊毛織物抗光氧化保護(hù)整理將羊毛織物浸軋纖維抗氧化整理液LZQ30min后取出，在7(TC預(yù)烘，再升溫至130。C焙烘2min;其中LZQ整理液成分為，13%吐溫80、410X納米羥基磷灰石MP40、38%四季戊四醇酯、610%辛基三甲氧基硅烷和6986%水組成；。(3)低溫前驅(qū)體的制備在惰性環(huán)境下，將0.02mol四異丙醇鈦在攪拌作用下緩慢加入到30mL異丙醇中，將O.Olmol三乙胺作為穩(wěn)定劑加入到混合液中，在200rpm攪拌lmin，然后繼續(xù)加入20mL含體積比為30:1:5的異丙醇、鹽酸、去離子水混合溶液，攪拌40min，加入相對(duì)織物重2X的潤(rùn)濕劑吐溫80，得到低溫前驅(qū)體溶膠。(4)羊毛織物表面原位合成將羊毛織物浸漬到上述溶膠中3min，將浸漬后的柔性材料在65。C下烘干，去除材料表面殘留的溶膠，然后在9(TC下烘干3min。(5)復(fù)合空氣凈化功能織物的后處理將步驟(4)制備的復(fù)合空氣凈化織物沸水中煮2小時(shí)，將沸水處理過(guò)的樣品在4(TC預(yù)烘，然后浸入到0.001mol/L硝酸銀溶液中l(wèi)min，然后放置在距燈管lcm的波長(zhǎng)為222nm準(zhǔn)分子紫外光源下輻照3分鐘，得到復(fù)合空氣凈化織物。5將本發(fā)明制得的復(fù)合空氣凈化功能織物和普通的活性炭空氣凈化材料分別裝入同一型號(hào)的空氣凈化器內(nèi)，對(duì)在同一條件下包括空間，有害氣體濃度、時(shí)間進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，其結(jié)果如下60分鐘后凈化率(％)凈化材料名稱二氧苯甲苯甲醛平均化氮本發(fā)明復(fù)合空氣凈化織物^~~^^^^普通活性炭纖維空氣凈化材料55.072.367.370.566.3實(shí)施例2(1)棉織物表面預(yù)處理用丙酮溶液超聲清洗棉織物40min，室溫25。C下干燥14小時(shí)，再在高效清洗劑KieralonOL溶液中43。C下處理25分鐘，83。C下干燥37min;(2)棉織物抗光氧化保護(hù)整理將棉織物浸軋纖維抗氧化整理液LZQ40min后取出，在75。C預(yù)烘，再升溫至140°C焙烘3min;其中LZQ整理液成分為，l3%吐溫80、410%納米羥基磷灰石MP40、38%四季戊四醇酯、610%辛基三甲氧基硅烷和6986%水組成。(3)低溫前驅(qū)體的制備在惰性環(huán)境下，將0.OSmol四異丙醇鈦在攪拌作用下緩慢加入到40mL異丁醇中，將0.02mol三乙胺作為穩(wěn)定劑加入到混合液中，在250rpm攪拌2min，然后繼續(xù)加入60mL體積比為45:1:2的異丙醇、硝酸、去離子水混合溶液，攪拌70min，加入相對(duì)織物重4X的潤(rùn)濕劑吐溫80，得到低溫前驅(qū)體溶膠。(4)棉織物表面原位合成將棉織物浸漬到上述溶膠中7min，將浸漬后的柔性材料在67。C下烘干，去除材料表面殘留的溶膠，然后在93t:下烘干5min。(5)復(fù)合空氣凈化功能織物的后處理將步驟(4)制備的復(fù)合空氣凈化織物沸水中煮2小時(shí)，將沸水處理過(guò)的樣品在45t:預(yù)烘，然后浸入到0.005mol/L硝酸銀溶液中3min，然后放置在距燈管2cm的波長(zhǎng)為222nm準(zhǔn)分子紫外光源下輻照4分鐘，得到復(fù)合空氣凈化織物。將本發(fā)明制得的復(fù)合空氣凈化功能織物和普通的活性炭空氣凈化材料分別裝入同一型號(hào)的空氣凈化器內(nèi)，對(duì)在同一條件下包括空間，有害氣體濃度、時(shí)間進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，其結(jié)果如下60分鐘后凈化率(％)凈化材料名稱二氧苯甲苯甲醛平均化氮本發(fā)明復(fù)合空氣凈化織物^^^~普通活性炭纖維空氣凈化材料55.072.367.370.566.3實(shí)施例3(1)亞麻織物表面預(yù)處理用丙酮溶液超聲清洗棉織物50min，室溫3(TC下干燥16小時(shí)，再在高效清洗劑KieralonOL溶液中45。C下處理30分鐘，85。C下干燥45min;(2)亞麻織物抗光氧化保護(hù)整理將亞麻織物浸軋纖維抗氧化整理液LZQ50min后取出，在8(TC預(yù)烘，再升溫至15(TC焙烘4min;其中LZQ整理液成分為，13%吐溫80、410%納米羥基磷灰石MP40、38%四季戊四醇酯、610%辛基三甲氧基硅烷和6986%水組成。(3)低溫前驅(qū)體的制備在惰性環(huán)境下，將O.15mol四異丙醇鈦在攪拌作用下緩慢加入到50mL異丁醇中，將0.03mol三乙胺作為穩(wěn)定劑加入到混合液中，在300rpm攪拌4min，然后繼續(xù)加入100mL體積比60:1:1.5的異丙醇、醋酸、去離子水混合溶液，攪拌100min，加入相對(duì)織物重6X的潤(rùn)濕劑吐溫80，得到低溫前驅(qū)體溶膠。(4)亞麻織物表面原位合成將棉織物浸漬到上述溶膠中10min，將浸漬后的柔性材料在7(TC下烘干，去除材料表面殘留的溶膠，然后在95t:下烘干8min。(5)復(fù)合空氣凈化功能織物的后處理將步驟(4)制備的復(fù)合空氣凈化織物沸水中煮2小時(shí)，將沸水處理過(guò)的樣品在50°C預(yù)烘，然后浸入到0.Olmol/L硝酸銀溶液中3min，然后放置在距燈管2cm的波長(zhǎng)為222nm準(zhǔn)分子紫外光源下輻照4分鐘，得到復(fù)合空氣凈化織物。將本發(fā)明制得的空氣自凈化功能織物和普通的活性炭空氣凈化材料分別裝入同一型號(hào)的空氣凈化器內(nèi)，對(duì)在同一條件下包括空間，有害氣體濃度、時(shí)間進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，其結(jié)果如下7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求一種低溫原位制備Ag修飾TiO2復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，包括(1)預(yù)處理用丙酮溶液超聲清洗織物30～50min，20～30℃干燥12～16小時(shí)，再在高效清洗劑溶液中40～45℃下處理20～30分鐘，80～85℃干燥30～45min；(2)將預(yù)處理后的織物浸軋抗氧化整理溶液LZQ30～50min后取出，在70～80℃預(yù)烘，再升溫至130～150℃焙烘2～4min；其中LZQ整理液成分為，1～3％吐溫、4～10％納米羥基磷灰石、3～8％四季戊四醇酯、6～10％辛基三甲氧基硅烷和69～86％水組成；(3)在惰性環(huán)境下，將0.02～0.15mol四異丙醇鈦在攪拌作用下緩慢加入到30～50ml無(wú)水醇中，再加入0.01～0.03mol穩(wěn)定劑，200～300rpm攪拌1～4min，然后繼續(xù)加入20～100ml體積比為30∶1∶5～60∶1∶1.5的無(wú)水醇、酸和去離子水混合液，攪拌40～100min，加入潤(rùn)濕劑，得到低溫前驅(qū)體溶膠；(4)將經(jīng)步驟(2)處理的織物浸漬到步驟(3)溶膠中3～10min，之后在65～70℃下烘干，去除材料表面殘留的溶膠，然后在90～95℃下烘干3～8min；(5)烘干后的織物在90～100℃沸水中處理2～4小時(shí)，再在40～50℃預(yù)烘，然后浸入到0.001～0.01mol/L硝酸銀溶液中1～3min，然后在準(zhǔn)分子紫外光源下輻照3～6分鐘，得到復(fù)合空氣凈化織物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述步驟(1)的織物為非織造布、機(jī)織布或針織布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述織物的纖維選自棉纖維、麻纖維、聚酰亞胺纖維、活性炭纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維、竹纖維，蠶絲纖維、羊毛纖維、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維、錦綸纖維中的一種或兩種混紡纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述步驟(3)中的醇為異丙醇、異丁醇或異戊二醇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述步驟(3)中的酸為鹽酸、硝酸、硫酸或者醋酸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述步驟(3)中的潤(rùn)濕劑為吐溫或者曲拉通，用量為owf2%6%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述步驟(3)中的穩(wěn)定劑為三乙胺或三乙醇胺。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫原位制備Ag修飾Ti02復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，其特征在于所述步驟(5)中的輻照條件波長(zhǎng)222或者172nm，頻率100Hz，電流1.6A，功率1.5KW，燈管與處理織物的空隙為13cm。全文摘要本發(fā)明涉及一種低溫原位制備Ag修飾TiO2復(fù)合空氣凈化功能織物的方法，包括(1)用丙酮溶液超聲清洗織物，干燥，再在高效清洗劑中處理；(2)織物浸軋抗氧化整理溶液LZQ，預(yù)烘，130～150℃焙烘；(3)在惰性環(huán)境下，將四異丙醇鈦加入無(wú)水醇中，穩(wěn)定劑，無(wú)水醇、酸和去離子水混合液，潤(rùn)濕劑；(4)織物浸漬到溶膠中，烘干，去除材料表面殘留的溶膠，再烘干；(5)烘干后的織物在沸水中處理，再在40～50℃預(yù)烘，浸入到硝酸銀溶液中，在準(zhǔn)分子紫外光源下輻照，得到復(fù)合空氣凈化織物。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)二次污染，易于工業(yè)化生產(chǎn)；所得的柔性空氣凈化材料空氣凈化效果好。文檔編號(hào)D06M13/513GK101775743SQ200910200220公開日2010年7月14日申請(qǐng)日期2009年12月10日優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日發(fā)明者何瑾馨,劉保江,劉路,唐文君,姚金龍,宣建,張賓,徐斗峰,王振華,王紅麗,胡成佐,薛明,賴宇坤,趙強(qiáng)強(qiáng),高品,黃長(zhǎng)根申請(qǐng)人:東華大學(xué);江蘇聯(lián)發(fā)紡織股份有限公司