纳米Ti02水溶胶整理织物自清洁性能的定量化评价与研究

摘要

为了对纳米TiO2整理织物的自清洁性能进行定量化评价与系统化研究，本文首先使用自制纳米TiO2水溶胶通过后整理工艺制备纳米TiO2水溶胶整理织物，然后使其表面吸附作为模拟污渍的五种不同结构的有机染料（罗丹明B、亚甲基蓝、活性红195、酸性黑234和酸性蓝7），随后在紫外光辐射条件下考察纳米TiO2整理织物对吸附染料的进行光催化降解作用即自清洁性能，重点研究了纳米TiO2的负载量、染料吸附液浓度、染料分子结构、织物的整理方法、织物的种类和辐射光的性质对织物表面吸附染料自清洁性能的影响，并通过测试吸附染料整理织物的表面颜色深度和最大吸收波长的变化对织物的自清洁性能进行定量化的评价。此外，通过对自清洁实验后整理织物表面吸附染料降解产物的萃取液进行紫外可见光谱、总有机碳(TOC)测试和气质联用(GC-MS)分析研究了纳米TiO2整理涤纶织物对罗丹明B染料的自清洁作用机理。最后考察了在太阳光辐射条件下纳米TiO2水溶胶整理织物对红酒、咖啡和酱油等三类实际污渍的自清洁作用，并对整理织物在自清洁实验后的机械性能进行分析以此来评价自清洁作用后织物的损伤程度。最后还对纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物的重复使用性能和配套助剂对织物自清洁性能的影响进行了研究。
　　结果表明，浸轧法制备的纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物在紫外光辐射条件下对五种染料均具有优良的自清洁性能，提高整理织物表面纳米TiO2负载量可显著提高其自清洁性能，且纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物在太阳光辐射条件下也显示出优异的自清洁特性。浸轧法制备的纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物对罗丹明B染料的自清洁性能优于浸染法制备的纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物，且整理涤纶织物的自清洁性能优于整理棉、麻或羊毛织物。通过比较纳米TiO2水溶胶整理织物对不同结构染料的自清洁性能可以发现，分子结构越复杂或共轭结构越大染料更难以被整理织物所去除。在自清洁作用过程中，罗丹明B染料分子中的芳香环结构和偶氮键共轭体系均被破坏，其分子逐渐被降解和矿化生成为二氧化碳和水等。在太阳光辐射条件下纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物对咖啡污渍的自清洁效果明显优于红酒和酱油类污渍。自清洁过程中整理涤纶织物的机械性能变化较小，而整理棉织物的机械性能下降较为显著。固定剂和柔软剂的添加对得到的纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物自清洁性能有所影响，但是能够明显改善其耐洗性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．2 纳米TiO2的光催化性能

1．3 纳米TiO2光催化剂的主要制备方法

1．3．1水热合成法

1．3．2 沉淀法

1．4 纳米TiO2水溶胶的低温制备技术

1．4．1 纳米TiO2水溶胶制备的影响因素

1．5 基于纳米TiO2光催化剂的自清洁纺织品

1．6 白清洁纺织品的主要制备技术

1．6．1 纺丝法

1．6．2 浸轧后整理法

1．6．3 涂层法

1．6．4 浸染法

1．7 自清洁纺织品研究现状

1．7．1 国外研究现状

1．7．2 国内研究现状

1．8 基于纳米TiO2自清洁纺织品的主要评价方法

1．9 目前存在的问题

1．10 本课题的研究内容

1．11 本课题研究的目的及意义

第二章 实验部分

2．1 材料及仪器

2．1．1 织物

2．1．2 有机染料

2．1．3 化学试剂

2．1．4 实验所用仪器

2．2 纳米TiO2水溶胶的制备

2．4 污渍沾染织物的制备及自清洁测试方法

2．4．1 污渍沾染织物的制备

2．4．2 纳米TiO2水溶胶整理织物自清洁测试及评价

2．4．3 动力学反应常数的测定

2．5．1 紫外-可见光谱分析

2．5．2 总有机碳测试

2．5．3 气质联用技术

2．6 织物机械性能测试

第三章 结果与讨论

3．1．1 罗丹明B

3．1．2 亚甲基蓝

3．1．3 活性红195

3．1．4 酸性黑234

3．1．5 酸性蓝7

3．1．6 纳米TiO2水溶胶整理织物自清洁性能比较

3．1．7 制备方法对织物自清洁性能的影响

3．1．8 纳米TiO2水溶胶整理织物的’自清洁性能比较

3．1．9 辐射光与织物的自清洁性能之间的关系

3．2 纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物的自清洁作用机理

3．2．1 紫外-可见光谱分析

3．2．2 总有机碳分析

3．2．3 气质联用技术

3．3 纳米TiO2水溶胶整理织物对实际污渍的自清洁性能

3．3．1 纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物对实际污渍的自清洁性能

3．3．2 纳米TiO2水溶胶整理棉织物对实际污渍的自清洁性能

3．4 自清洁过程中纳米TiO2水溶胶整理织物机械性能的变化

3．4．1 涤纶织物机械性能测试

3．4．2 棉织物机械性能测试

3．5 配套助剂对纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物自清洁性能的影响

3．5．1 固定剂的影响

3．5．2 柔软剂的影响

3．6 纳米TiO2整理涤纶织物的重复利用性能

第四章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢