本發(fā)明屬于具有多功能紡織面料領(lǐng)域，具體涉及Bi₂WO₆涂覆到紡織面料上制備功能性紡織面料。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，環(huán)保問題越來越受到人們的重視。近年來隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)光催化氧化技術(shù)在環(huán)境治理、太陽能轉(zhuǎn)換等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。光催化氧化技術(shù)因其能耗低、操作簡單、反應(yīng)條件溫和、成本低、無二次污染等特點(diǎn)，在環(huán)境治理方面得到了普遍關(guān)注。

Bi₂WO₆是最簡單的Aurivillius型氧化物，是含有(Bi₂O₂)²⁺層及WO₆鈣鈦礦片層的層狀結(jié)構(gòu)。其制備工藝簡單、價(jià)格低廉，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，近幾年在光催化領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的光催化反應(yīng)大多在催化劑粉體的懸浮液中進(jìn)行，催化劑粉體容易中毒和凝聚，不能進(jìn)行連續(xù)光催化反應(yīng)，且易造成二次污染。為了解決催化劑的分離和回收問題，將光催化劑負(fù)載在載體材料上具有重要意義。同時(shí)，紡織面料因其良好的親水性、毛細(xì)效應(yīng)、柔韌性等優(yōu)點(diǎn)，使其成為解決粉末光催化劑缺點(diǎn)的理想方式。因此，將光催化性能優(yōu)異的Bi₂WO₆涂覆到紡織面料上，形成具有優(yōu)異性能的面料。這種紡織面料在光催化降解有機(jī)污染物、抗菌、凈化空氣等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，尚未有報(bào)道將Bi₂WO₆涂覆于紡織面料上開發(fā)具有光催化性的功能紡織面料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種浸涂法制備Bi₂WO₆涂覆紡織面料的方法，所得紡織面料具有光催化性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種浸涂法制備Bi₂WO₆涂覆紡織面料的方法，其原料包括鉍鹽、鎢酸鹽、酸、堿和紡織面料，其中，鉍鹽和鎢酸鹽的質(zhì)量比為2～4：1，每平方米紡織面料使用的Bi₂WO₆的質(zhì)量為100g～200g。

所述紡織面料為天然面料或化學(xué)合成紡織面料中的至少一種。

優(yōu)選的，所述紡織面料為棉、毛、麻、絲、粘膠、滌綸或腈綸中的至少一種。

所述鉍鹽為硝酸鉍、硝酸氧鉍或檸檬酸鉍銨中至少一種。

優(yōu)選的，所述鉍鹽為硝酸鉍或硝酸氧鉍。

所述鎢酸鹽為鎢酸鈉、鎢酸銨或偏鎢酸銨中的至少一種。

優(yōu)選的，所述鎢酸鹽為鎢酸鈉或鎢酸銨。

所述酸為鎢酸或硝酸中的至少一種。

優(yōu)選的，所述酸為硝酸。

所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水中的至少一種。

優(yōu)選的，所述堿為氫氧化鈉。

所述制備Bi₂WO₆涂覆紡織面料的方法采用浸涂法。

本發(fā)明提供了Bi₂WO₆涂覆紡織面料的制備方法，先將紡織面料用有機(jī)溶劑超聲波清洗20～35min，然后將紡織面料加入分散均勻的光催化劑溶液中，在室溫下攪拌2～4h，最后將紡織面料經(jīng)水洗、干燥即可。

優(yōu)選的，所述Bi₂WO₆的制備方法為：

將鉍鹽溶解在酸性溶液中，再將溶解于堿的鎢酸鹽溶液逐滴加入上述溶液中，磁力攪拌20～60min，用氨水調(diào)節(jié)pH為6～12，再磁力攪拌1～2h，將所得溶液放入反應(yīng)釜中，高溫下晶化反應(yīng)得到。

本發(fā)明Bi₂WO₆涂覆紡織面料的制備方法，包括如下步驟：

1)紡織面料前處理：先將紡織面料采用有機(jī)溶劑超聲處理去除雜質(zhì)，干燥備用；

2)Bi₂WO₆的制備：將鉍鹽溶解在酸性溶液中并攪拌使其澄清，再將鎢酸鹽溶解在堿溶液中攪拌澄清后逐滴加入上述溶液中，磁力攪拌20～60min，用氨水調(diào)節(jié)pH為6～12，再磁力攪拌1～2h，將所得溶液放入聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，高溫下晶化反應(yīng)12～24h。然后取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇反復(fù)洗滌多次，干燥后得到Bi₂WO₆粉末，其中，鉍鹽和鎢酸鹽的質(zhì)量比為2～4：1；

3)Bi₂WO₆涂覆紡織面料的制備：將Bi₂WO₆粉末溶解在去離子水中，將步驟1)中處理后的紡織面料浸泡在配好的Bi₂WO₆分散液中，室溫下攪拌2～4h。其中，Bi₂WO₆分散液濃度為2g/L～10g/L，每平方米紡織面料使用的Bi₂WO₆的質(zhì)量為100g～200g；

4)紡織面料后處理：將步驟3)處理的紡織面料通過水洗、干燥即可。

優(yōu)選的，步驟1)中所述有機(jī)溶劑為丙酮和乙醇，其體積比為1～3：1，超聲處理20～35min。

更優(yōu)選的，步驟1)中所述有機(jī)溶劑為丙酮和乙醇的體積比1：1，超聲處理30min。

優(yōu)選的，步驟2)中，所述高溫晶化反應(yīng)溫度為160℃～200℃，晶化時(shí)間為12～24h。

更優(yōu)選的，步驟2)中所述高溫晶化反應(yīng)溫度為160℃，晶化時(shí)間為24h。

步驟3)中，攪拌采用水浴振蕩，反應(yīng)溫度為25℃～80℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4h。

步驟4)中，干燥溫度為70～100℃，干燥時(shí)間為1～2h。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用浸涂法制備Bi₂WO₆涂覆紡織面料，具有生產(chǎn)效率高、工藝簡便、重復(fù)性好的特點(diǎn)，而且得到的Bi₂WO₆涂覆紡織面料具有光催化性，染料降解，環(huán)保且面料可重復(fù)使用等特性。該方法工藝簡單，成本低，同時(shí)保持面料的舒適性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的表面形貌。由圖1可見，經(jīng)過Bi₂WO₆涂覆的滌綸面料表面存在大量顆粒并且均勻分布在滌綸面料上，顆粒直徑約 100-400nm，且團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，微粒有棱角。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的晶體結(jié)構(gòu)圖。圖2a，b分別為原始滌綸和Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的晶體結(jié)構(gòu)圖。由圖2可見，Bi₂WO₆涂覆的滌綸面料在2θ＝28.3°，32.8°，47°，55.6°，58.4°處均出現(xiàn)明顯、尖銳的衍射峰。經(jīng)過物相檢索，這些衍射峰分別對應(yīng)Bi₂WO₆晶體的(131)、(200)、(202)、(133)和(193)晶面，與Bi₂WO₆的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDS No.39-0256符合得比較好，并且沒有出現(xiàn)其它雜峰。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1Bi₂WO₆涂覆滌綸面料在4個40W紫外光照下對亞甲基藍(lán)的降解效果圖。由圖3可見，最初一段時(shí)間原始滌綸對亞甲基藍(lán)有一定的降解效果，表明滌綸面料對亞甲基藍(lán)有一定的吸附性，隨著時(shí)間的增加，亞甲基藍(lán)的降解保持一定的穩(wěn)定性，這是因?yàn)闃悠芬呀?jīng)達(dá)到了吸附-解吸附平衡。與原始滌綸相比，Bi₂WO₆涂覆滌綸面料對亞甲基藍(lán)有較好的降解效果。紫外光照6h后，其對亞甲基藍(lán)的降解率為97.1％。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2不同Bi₂WO₆涂覆量在4個40W紫外光照下對滌綸面料光催化性能的降解效果圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種浸涂法制備Bi₂WO₆涂覆紡織面料的方法，其原料包括鉍鹽、鎢酸鹽、酸、堿和紡織面料，其中，鉍鹽和鎢酸鹽的質(zhì)量比為2～4：1，每平方米紡織面料使用的Bi₂WO₆的質(zhì)量為100g～200g。

所述紡織面料為天然面料或化學(xué)合成紡織面料中的至少一種。

優(yōu)選的，所述紡織面料為棉、毛、麻、絲、粘膠、滌綸或腈綸中的至少一種。

所述鉍鹽為硝酸鉍、硝酸氧鉍或檸檬酸鉍銨中的至少一種。

優(yōu)選的，所述鉍鹽為硝酸鉍或硝酸氧鉍。

所述鎢酸鹽為鎢酸鈉、鎢酸銨或偏鎢酸銨中的至少一種。

優(yōu)選的，所述鎢酸鹽為鎢酸鈉或鎢酸銨。

所述酸為鎢酸或硝酸中的至少一種。

優(yōu)選的，所述酸為硝酸。

所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水中的至少一種。

優(yōu)選的，所述堿為氫氧化鈉。

所述制備Bi₂WO₆涂覆紡織面料的方法采用浸涂法。

本發(fā)明提供了Bi₂WO₆涂覆紡織面料的制備方法，先將紡織面料用有機(jī)溶劑超聲波清洗20～35min，然后將紡織面料加入分散均勻的光催化劑溶液中，在室溫下攪拌2～4h，最后將紡織面料經(jīng)水洗、干燥即可。

優(yōu)選的，所述Bi₂WO₆的制備方法為：

將鉍鹽溶解在酸性溶液中，再將溶解于堿的鎢酸鹽溶液逐滴加入上述溶液中，磁力攪拌20～60min，用氨水調(diào)節(jié)pH為6～12，再磁力攪拌1～2h，將所得溶液放入反應(yīng)釜中，高溫下晶化反應(yīng)得到。

本發(fā)明Bi₂WO₆涂覆紡織面料的制備方法，包括如下步驟：

1)紡織面料前處理：先將紡織面料采用有機(jī)溶劑超聲處理去除雜質(zhì)，干燥備用；

2)Bi₂WO₆的制備：將鉍鹽溶解在酸性溶液中并攪拌使其澄清，再將鎢酸鹽溶解在堿溶液中攪拌澄清后逐滴加入上述溶液中，磁力攪拌20～60min，用氨水調(diào)節(jié)pH為6～12，再磁力攪拌1～2h，將所得溶液放入聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，高溫下晶化反應(yīng)12～24h。然后取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇反復(fù)洗滌多次，干燥后得到Bi₂WO₆粉末，其中，鉍鹽和鎢酸鹽的質(zhì)量比為2～4：1；

3)Bi₂WO₆涂覆紡織面料的制備：將Bi₂WO₆粉末溶解在去離子水中，將步驟1)中處理后的紡織面料浸泡在配好的Bi₂WO₆分散液中，室溫下攪拌2～4h。其中，Bi₂WO₆分散液濃度為2g/L～10g/L，每平方米紡織面料使用的Bi₂WO₆的質(zhì)量為100g～200g；

4)紡織面料后處理：將步驟3)處理的紡織面料通過水洗、干燥即可。

優(yōu)選的，步驟1)中所述有機(jī)溶劑為丙酮和乙醇，其體積比為1～3：1，優(yōu)選為1：1，超聲處理20～35min，優(yōu)選30min。

優(yōu)選的，步驟2)中，所述高溫晶化反應(yīng)溫度為160℃～200℃，優(yōu)選160℃；晶化反應(yīng)時(shí)間為12～24h，優(yōu)選24h。

步驟3)中，攪拌采用水浴振蕩，反應(yīng)溫度為25℃～80℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4h。

步驟4)中，干燥溫度為70～100℃，干燥時(shí)間為1～2h。

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要指出的是實(shí)施例只用于對本發(fā)明的 進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

實(shí)施例1

將尺寸為5cm×5cm的滌綸面料分別用丙酮和乙醇超聲波清洗30min，烘干，備用。稱取2.4250g Bi(NO₃)₃·5H₂O加入20.0mL 4.0M HNO₃溶液中，磁力攪拌使之溶解為透明溶液。稱取0.8250g Na₂WO₄·2H₂O加入30.0mL2.0M NaOH溶液中，磁力攪拌使之溶解為透明溶液。將完全溶解的鎢酸鈉溶液逐滴加到硝酸鉍溶液中，待滴加完成后，繼續(xù)磁力攪拌30min，用5％濃度的氨水調(diào)節(jié)pH至6，繼續(xù)磁力攪拌1h，將所得溶液轉(zhuǎn)移至體積為250mL聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，加入蒸餾水使填充度達(dá)到80％，密封，將反應(yīng)釜置于烘箱中，在160℃下晶化24h。將反應(yīng)釜取出并在室溫下冷卻。對反應(yīng)釜內(nèi)生成的沉淀分別用蒸餾水和無水乙醇進(jìn)行抽濾、洗滌，再將沉淀置于80℃的烘箱中干燥6h。將樣品進(jìn)行研磨，得到Bi₂WO₆粉末。之后將制備好的粉末稱取0.5g溶解在50mL的去離子水中，加入滌綸面料，水浴振蕩2h，清洗烘干，制得涂覆滌綸面料。

所得Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的結(jié)構(gòu)與性能如下：

1、Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的表面形貌：

Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的表面形貌見圖1。由圖可見，經(jīng)過Bi₂WO₆涂覆的滌綸面料表面存在大量顆粒并且均勻分布在滌綸面料上，顆粒直徑約100-400nm，且團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，微粒有棱角。

2、Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的晶體結(jié)構(gòu)分析：

Bi₂WO₆涂覆滌綸滌綸面料的晶體結(jié)構(gòu)見圖2。圖2a,b分別為原始滌綸和Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的晶體結(jié)構(gòu)圖。由圖可見，Bi₂WO₆涂覆的滌綸面料在2θ＝28.3°，32.8°，47°，55.6°，58.4°處均出現(xiàn)明顯、尖銳的衍射峰。經(jīng)過物相檢索，這些衍射峰分別對應(yīng)Bi₂WO₆晶體的(131)、(200)、(202)、(133)和(193)晶面，與Bi₂WO₆的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDSNo.39-0256符合得比較好，并且沒有出現(xiàn)其它雜峰。

3、Bi₂WO₆涂覆滌綸面料的光催化性能：

Bi₂WO₆涂覆滌綸面料在4個40W紫外燈下對亞甲基藍(lán)的降解效果見圖3。由圖可見，最初一段時(shí)間原始滌綸對亞甲基藍(lán)有一定的降解效果，表明滌綸面料對亞甲基藍(lán)有一定的吸附性，隨著時(shí)間的增加，亞甲基藍(lán)的降解保持一定的穩(wěn)定性，這是因?yàn)闃悠芬呀?jīng)達(dá)到了吸附-解吸附平衡。與原始滌綸相比，Bi₂WO₆涂覆滌綸面料對亞甲基藍(lán)有較好的降解效果。紫外光照6h后，其對亞甲基藍(lán)的降解率為97.1％。

實(shí)施例2

將尺寸為5cm×5cm的滌綸面料分別用丙酮和乙醇超聲波清洗30min，烘干，備用。稱取2.4250g Bi(NO₃)₃·5H₂O加入20.0mL 4.0M HNO₃溶液中，磁力攪拌使之溶解為透明溶液。稱取0.8250g Na₂WO₄·2H₂O加入30.0mL2.0M NaOH溶液中，磁力攪拌使之溶解為透明溶液。將完全溶解的鎢酸鈉溶液逐滴加到硝酸鉍溶液中，待滴加完成后，繼續(xù)磁力攪拌30min，用5％濃度的氨水調(diào)節(jié)pH至6，繼續(xù)磁力攪拌1h，將所得溶液轉(zhuǎn)移至體積為250mL聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，加入蒸餾水使填充度達(dá)到80％，密封，將反應(yīng)釜置于烘箱中，在160℃下晶化24h。將反應(yīng)釜取出并在室溫下冷卻。對反應(yīng)釜內(nèi)生成的沉淀分別用蒸餾水和無水乙醇進(jìn)行抽濾、洗滌，再將沉淀置于80℃的烘箱中干燥6h。將樣品進(jìn)行研磨，得到Bi₂WO₆粉末。之后將制備好的粉末分別稱取0.2g～1.0g溶解在50mL的去離子水中，加入滌綸面料，水浴振蕩2h，清洗烘干，制得涂覆滌綸面料。

1、不同Bi₂WO₆涂覆量對滌綸面料光催化性能的影響：

本發(fā)明實(shí)施例2不同Bi₂WO₆涂覆量在4個40W紫外光照下對滌綸面料光催化性能的影響見圖4。圖4a，b，c分別為加入0.2g、0.5g、1.0g Bi₂WO₆溶解成分散液涂覆到到紡織面料上的降解效果圖。由圖可見，隨著Bi₂WO₆涂覆量的增加，滌綸面料對亞甲基藍(lán)的降解性能越好，但當(dāng)涂覆Bi₂WO₆的量過大時(shí)，滌綸面料對亞甲基藍(lán)的降解性能反而降低。原因可能是過多的Bi₂WO₆吸附在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑中毒，失去大部分降解能力。