光催化劑負(fù)載方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及化工和催化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于浸染工藝的納米Ti〇2光催化劑 負(fù)載方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米Ti化光催化劑具有催化效率高、化學(xué)和熱穩(wěn)定性好、反應(yīng)條件溫和W及無味 無毒等優(yōu)點(diǎn)，在可見光或紫外線的福射條件下能夠產(chǎn)生高氧化性的氨氧自由基，能夠催化 降解氣或水相的很多污染物。因此，20世紀(jì)80年代W來納米Ti化光催化劑越來越多地被 應(yīng)用于環(huán)境污染物的控制過程中。隨著我國人民居住和辦公場(chǎng)所的裝修水平水準(zhǔn)逐步提 高，新興建筑和裝飾材料被廣泛使用，導(dǎo)致了普遍性的室內(nèi)空氣污染問題，嚴(yán)重影響人民身 體健康。室內(nèi)空氣主要污染物包括甲醒、氨氣和揮發(fā)性有機(jī)物，其中W甲醒的污染最為普遍 和突出，有引發(fā)多種癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003] 將納米Ti化光催化劑與纖維結(jié)合制備空氣凈化紡織品能夠使甲醒等污染物降解 為水和二氧化碳，發(fā)展?jié)摿薮?，在不遠(yuǎn)的將來會(huì)廣泛的應(yīng)用于家居、辦公和公共場(chǎng)所。目 前制備納米Ti化負(fù)載織物的技術(shù)包括兩種，其中紡絲法是將納米Ti〇2粒子與紡絲液混合紡 絲制成納米Ti〇2復(fù)合纖維，然后織造Ti〇2復(fù)合織物。其優(yōu)點(diǎn)是織物具有持久凈化甲醒功能， 但是工藝復(fù)雜且成本高，部分納米Ti〇2粒子在纖維表面被覆蓋，影響凈化功能。后整理法是 首先制備納米Ti化水溶膠或分散液，然后使用浸社法或涂層法對(duì)織物進(jìn)行后整理得到納米 Ti〇2復(fù)合織物，具有工藝相對(duì)簡單且成本較低，但是織物凈化功能持久性差。而本發(fā)明的浸 染方法可W使納米Ti〇2粒子如同分散染料一樣被牢固地附著于涂絕纖維表層，不僅具有工 藝簡單且成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且加工織物可抵抗高溫水洗等處理，具有持久性的凈化功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是：提供用于納米Ti化光催化劑 負(fù)載于涂絕纖維材料的浸染方法如下： 陽0化]1.納米Ti化水分散液的制備：將規(guī)定重量的納米TiO2粉末加入一定重量的蒸饋 水中，然后高速攬拌30分鐘使之均勻分散并形成穩(wěn)定的半透明納米Ti化水分散液；
[0006] 2.涂絕纖維材料的預(yù)處理：在50°C和攬拌條件下，首先使用濃度為3. 0克/升的 非離子表面活性劑水溶液洗涂處理涂絕纖維材料20分鐘后取出，然后再使用蒸饋水對(duì)其 進(jìn)行水洗5次，最后將其在50°C下真空烘干即可；
[0007] 3.納米Ti化的浸染法負(fù)載工藝：將經(jīng)預(yù)處理的涂絕纖維材料放入裝有納米TiO2 水分散液的高溫高壓染色機(jī)中，使涂絕纖維材料重量和納米Ti化水分散液體積之比為 1 : 40克/毫升。從室溫開始W3°C/分鐘的速度升至90°C，然后再W2°C/分鐘的速度 升至130°C，并保溫30分鐘。最后冷卻至室溫后取出納米Ti〇2負(fù)載涂絕纖維材料。
[0008] 4.后處理：將納米Ti〇2負(fù)載涂絕纖維材料置于濃度為3.Og/L的非離子表面活性 劑水溶液中，并在50°C洗涂處理10分鐘后取出，然后使用蒸饋水對(duì)其進(jìn)行水洗5次，最后 將其在80°C烘干即可并按照下式計(jì)算涂絕纖維材料表面的納米Ti化負(fù)載量（毫克/克）：Q= (1-W/W。）X1000,其中W和W。分別為負(fù)載前后涂絕纖維材料的重量（克）。
[0009] 該負(fù)載方法可使納米Ti化粒子如同分散染料一樣被牢固地附著于涂絕纖維表層， 不僅具有工藝簡單且成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且加工織物可抵抗高溫水洗等處理，具有持久性的 光催化凈化功能。本發(fā)明的負(fù)載方法環(huán)保、安全性高W及工業(yè)化推廣容易。另外，本發(fā)明的 處理工藝方法還具有處理操作簡單、處理時(shí)間較短和使用適應(yīng)性好等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-4中經(jīng)不同納米Ti〇2粒子濃度負(fù)載的納米TiO2負(fù)載涂絕 纖維材料的負(fù)載量比較。 W11] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1-4中經(jīng)不同納米Ti〇2粒子濃度負(fù)載的納米TiO2負(fù)載涂絕 纖維材料對(duì)染料的降解效果比較。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步詳細(xì)敘述本發(fā)明：
[0013] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種用于納米Ti化光催化劑負(fù)載于涂絕纖維材料的浸染方法是由 納米Ti化水分散液的制備、涂絕纖維材料的預(yù)處理、納米TiO2的浸染法負(fù)載工藝和后處理 等=個(gè)主要步驟構(gòu)成。其中納米Ti化粉末的粒徑可W是2-100納米，在纖維表面的負(fù)載量 在10-50毫克/克。涂絕纖維材料可W是短纖、長絲、紗線、機(jī)織物、針織物或無紡布等形式， 也可W是涂絕與其它纖維如棉、麻、丙絕和臘絕等的混紡紗或織物等材料。該方法也適用于 染色后的涂絕纖維材料，并且可W和涂絕纖維的分散染料染色同時(shí)進(jìn)行，具有縮短工藝流 程，省人省力、節(jié)能節(jié)水和提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 下面介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明權(quán)利要求不受運(yùn)些具體實(shí)施例的限制。 陽〇1引 實(shí)施例1
[0016]1.納米Ti化水分散液的制備：將1克的納米TiO2粉末（粒徑5納米）加入到一 定重量（99克）的蒸饋水中，然后對(duì)其高速攬拌30分鐘使之均勻分散并形成穩(wěn)定的半透明 納米Ti〇2水分散液；
[0017] 2.涂絕纖維材料的預(yù)處理：在5(TC和攬拌條件下，首先使用濃度為3. 0克/升的 非離子表面活性劑水溶液洗涂處理涂絕纖維材料20分鐘后取出，然后再使用蒸饋水對(duì)其 進(jìn)行水洗5次，最后將其在50°C下真空烘干即可；
[0018]3.納米Ti〇2的浸染法負(fù)載工藝：將經(jīng)預(yù)處理的涂絕纖維材料放入裝有納米TiO2 水分散液的高溫高壓染色機(jī)中，使涂絕纖維材料重量和納米Ti化水分散液體積之比為 1 : 40克/毫升。從室溫開始W3°C/分鐘的速度升至90°C，然后再W2°C/分鐘的速度 升至130°C，并保溫30分鐘。最后冷卻至室溫后取出納米Ti〇2負(fù)載涂絕纖維材料；
[0019] 4.后處理：將納米Ti〇2負(fù)載涂絕纖維材料置于濃度為3.Og/L的非離子表面活性 劑水溶液中，并在50°C洗涂處理10分鐘后取出，然后使用蒸饋水對(duì)其進(jìn)行水洗5次，最后將 其在80°C烘干并按照上式計(jì)算涂絕纖維材料的納米Ti化負(fù)載量為10. 53毫克/克并列于 圖1;
[0020] 5.光催化性能評(píng)價(jià)：
[0021] 首先配制50毫升活性紅195濃度為0. 04摩爾/升的染料水溶液，然后添加0. 5克 的納米Ti〇2負(fù)載涂絕纖維材料于其中，將上述混合物置于自行設(shè)計(jì)的光反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行光催 化降解實(shí)驗(yàn)，其中福射光強(qiáng)度為紫外光（365nm) :457微瓦/厘米2,可見光（400-1000nm): 4987微瓦/厘米2)，使用可見光分光光度計(jì)每間隔一定時(shí)間測(cè)量一次其中染料濃度變化， 并計(jì)算其脫色率并列于圖2。 陽0巧 實(shí)施例2 陽02引 1.納米Ti〇2水分散液的