μ-氧代双核卟啉铁的制备及在棉织物H2O2低温漂白中的应用

摘要

常规的棉织物碱氧漂白体系存在高能耗，纤维强力损伤严重等缺点。因此，染整行业人员一直致力于研究新的低温催化体系。μ-氧代双核卟啉铁([TPPFe]2O)因能在温和条件中表现出较高的催化活性和选择性，具备开发成为棉织物双氧水低温漂白催化剂的潜力。本文通过研究[TPPFe]2O的制备方法及其对双氧水的催化性能，构建棉织物稳定有效的[TPPFe]2O/H2O2低温漂白体系，为提供符合环保要求的低温催化体系提供新的途径。
　　首先，探讨了[TPPFe]2O的合成方法。对合成路线及工艺因素进行了探究，在常规[TPPFe]2O的制备基础上进行了改进。借助傅里叶红外光谱，X射线光电子能谱和有机元素分析对产物进行结构表征。结果表明:本文设计的[TPPFe]2O合成工艺为:四苯基卟吩和七水合硫酸亚铁物质的量之比为1∶6，反应温度130℃，反应时间10h，产率达93％。该方法在近中性条件下进行，操作简单，产品产率较高。
　　其次，构建了[TPPFe]2O/H2O2低温高效的催化体系。采用高锰酸钾滴定法，研究了不同时间、温度和pH值范围内，[TPPFe]2O对H2O2分解性能的影响，并与常规碱氧体系和TAED活化体系进行对比。结果表明:在较低温度、较短时间内，[TPPFe]2O催化H2O2的分解率达33.5％，比常规碱氧体系高11.5％，比TAED活化体系高10.5％。[TPPFe]2O具有优异的催化效果。
　　最后，研究了[TPPFe]2O在棉织物H2O2漂白中的应用，并对其催化机理做了分析探讨。采用单因素法和正交试验法，探明了各工艺因素对织物漂白性能的影响，优化了漂白工艺。结果表明:最佳工艺条件为:[TPPFe]2O浓度0.003g/L，30％H2O21.8g/L，pH值11，稳定剂0.5g/L，漂白温度75℃，漂白时间45min。处理后织物白度达73.6％，强力保留率94.5％。与常规碱氧漂白体系相比，获得相近的白度时，浴中漂白温度降低了20℃，强力保留率提高13.5％，时间缩短15min。应用[TPPFe]2O/H2O2催化漂白技术有利于节能降耗，改善棉织物品质。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景与意义

1．2 棉型织物双氧水漂白

1．2．1 双氧水漂白机理

1．2．2 双氧水漂白的发展概述

1．3 双氧水低温漂白研究进展

1．3．1 有机类漂白活化剂

1．3．2 仿酶类金属配合物类催化剂

1．4 卟啉金属配合物的研究进展

1．4．1 卟啉金属配合物的结构及其特点

1．4．2 卟啉金属配合物的研究进展

1．5 课题的主要研究内容和目的

1．5．1 课题的研究目的

1．5．2 课题的主要研究内容

第二章 μ-氧代双核卟啉铁的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 μ-氧代双核卟啉铁合成方法的优选

2．3 实验药品

2．4 实验仪器

2．5 实验方法

2．6 测试与表征方法

2．6．1 红外光谱分析(FTIR-ATR)

2．6．2 有机元素分析(EA)

2．6．3 X射线光电子能谱分析(XPS)

2．7 结果与讨论

2．7．1 各工艺因素对[TPPFe]2O产物收率的影响

2．7．2 μ-氧代双核卟啉铁的结构表征与分析

2．8 本章小结

第三章 μ-氧代双核卟啉铁的双氧水催化分解性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料

3．2．2 主要仪器

3．2．3 实验方法

3．3．3 测试方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 pH值对金属卟啉配合物催化双氧水分解性能的影响

3．3．2 温度对金属卟啉配合物催化双氧水分解性能的影响

3．3．3 与常规碱氧活化体系的对比

3．3．4 与TAED／H2O2活化漂白体系的对比

3．4 本章小结

第四章 μ-氧代双核卟啉铁在棉织物双氧水低温催化漂白中的应用研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验药品

4．2．3 实验仪器

4．3 实验方法

4．3．3 棉织物漂白工艺

4．4 测试与表征

4．4．1 织物白度的测试

4．4．2 织物强力的测试

4．4．3 织物断裂强力保留率计算

4．5 结果与讨论

4．5．1 棉织物单核卟啉铁催化漂白工艺

4．5．2 [TPPFe]2O催化棉织物双氧水漂白工艺研究

4．5．3 不同漂白体系漂白效果的对比

4．6 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢