CN103215804B - 银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，首先将涤纶纤维浸泡于氢氧化钠溶液中进行刻蚀，再将刻蚀后的涤纶纤维进行清洗和烘干，然后配制改性染色混合溶液，并利用改性染色溶液对经步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维进行改性染色复合整理，最后将改性后的涤纶纤维进行清洗和烘干。本发明的方法解决了现有改性方法得到的涤纶纤维在可见光下光催化活性低，自清洁功能差，耐洗涤性能不持久，改性后的涤纶纤维或织物手感和透气性能较差的问题。

Description

银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法

技术领域

本发明属于功能纺织材料技术领域，涉及一种涤纶纤维改性与染色复合整理的方法，具体涉及银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法。

背景技术

二氧化钛作为一种宽禁带无机半导体材料，化学性质稳定，无毒，价格低廉，屏蔽紫外线能力强，光催化活性高，一经面世就倍受青睐，在防晒、杀菌、废水处理和环保等方面有着广阔的应用。近年来，二氧化钛因其良好的光催化活性，广泛用于纺织材料的改性，以获得抗菌、紫外线防护和自清洁功能。然而，由于二氧化钛禁带宽度大（3.0～3.2eV），其吸收光谱处于近紫外线区（λ＜387nm），而到达地面的太阳光中，近紫外线光谱仅占整个光谱的3%～5%，因此，光催化活性受到很大程度限制。为了拓宽二氧化钛的光谱响应范围，提高对太阳光中可见光的利用率，人们对二氧化钛光催化剂进行了大量研究，主要采取掺杂改性和染料敏化两种方法，在实现对可见光有效利用的同时又保持了二氧化钛的稳定、高效和无毒等优点。

铜、铁、银等金属离子掺入二氧化钛后，改变了二氧化钛的能级结构。这是因为杂质能级位于二氧化钛禁带之中，不仅可以接受二氧化钛价带上的激发电子，而且可以吸收长波长的光子，使电子跃迁到二氧化钛的导带上，从而扩展了二氧化钛的吸收光谱。同时二氧化钛导带上的光生电子和价带上的光生空穴，也能够被杂质能级俘获，使电子和空穴分离开来，从而降低了电子-空穴的复合几率，延长了载流子的寿命，提高了二氧化钛的光催化效率。染料敏化是通过化学或物理吸附方式将染料分子吸附于催化剂表面，用来拓展吸收波长范围，增加光催化反应效率。

纳米二氧化钛具有优良的抗紫外线和抗菌功能，将其与普通纺织材料相结合，可以保护人们免受紫外线的侵害，减少疾病传播，因此应用前景广阔。目前，利用纳米二氧化钛对涤纶纤维或织物进行改性的方法主要有两种：一是制备含有纳米颗粒的功能性纤维，即在纺丝过程中将纳米颗粒分散在化纤原材料中，再纺丝成纤，其优点是性能持久，缺点是纳米颗粒与聚合物材料亲和性较差，纳米颗粒分散不均匀，团聚现象严重，大部分纳米颗粒包埋在纤维基体中，纤维表面的纳米颗粒很少，因此功能性大幅下降；二是采用后整理工艺通过使用粘合剂和助剂等将纳米颗粒整理到纤维或织物表面，该方法同样面临着纳米颗粒团聚的问题，而且整理后的织物耐洗涤牢度不好，服用性能受到影响，手感明显变差。

发明内容

本发明的目的是提供银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，解决了现有改性方法得到的涤纶纤维在可见光下光催化活性低，自清洁功能差，耐洗涤性能不持久，改性后的涤纶纤维或织物手感和透气性能较差的问题。

本发明所采用的技术方案是，银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将涤纶纤维浸泡于氢氧化钠溶液中进行刻蚀，再将刻蚀后的涤纶纤维进行清洗和烘干；

步骤2、配制改性染色混合溶液，并利用改性染色溶液对经步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维进行改性染色复合整理；

步骤3、将经步骤2改性后的涤纶纤维进行清洗和烘干。

本发明的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

1.1）配制质量-体积浓度为80g/L～120g/L的氢氧化钠溶液；

1.2）称取涤纶纤维，按照浴比1：50～80，将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下处理30min～50min；

1.3）将步骤1.2）中预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，将清洗干净后的涤纶纤维于80℃～100℃条件下烘燥20min～40min，使刻蚀处理后的涤纶纤维烘干。

步骤2具体按照以下步骤实施：

2.1）称取步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与钛酸四丁酯的质量比为1：1～3称取钛酸四丁酯，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与硝酸银的质量比为1：0.1～0.5称取硝酸银，按照刻蚀处理后的涤纶纤维质量的0.3%～2%称取分散染料；

2.2）按照步骤2.1）称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：3～10量取乙醇溶液，将钛酸四丁酯溶解于乙醇溶液中，并不断搅拌，制备出钛酸四丁酯溶液，所述乙醇溶液的质量浓度为95%；

2.3）按照步骤2.2）中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：1～3称取去离子水，将步骤2.1）中称取的硝酸银和分散染料溶解于去离子水中并不断搅拌，将步骤2.2）中配制好的钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散染料的混合溶液中，配制成钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料混合溶液；

2.4）将步骤1中刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在步骤2.3）中配制的混合溶液中5min～10min，然后将浸渍好的涤纶纤维与混合溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的60%～80%，于120℃～160℃条件下反应2h～4h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维。

步骤2.1）和步骤2.3）中的分散染料为分散蓝SE-2R染料、分散蓝BBLS染料、分散翠蓝S-GL染料或分散蓝H-BGL染料中的一种。

步骤3具体按照以下步骤实施：

将步骤2得到的改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：30～50，于80℃～100℃条件下用洗涤液洗涤20min～40min，然后用热、冷水反复洗涤3次，烘干或自然晾干，得到改性染色后的涤纶纤维。

步骤3中的洗涤液，是由质量-体积浓度为2g/L的皂片溶液和质量-体积浓度为2g/L的碳酸钠溶液配制而成的。

本发明的有益效果是，采用水热法在涤纶纤维表面原位生长银掺杂纳米二氧化钛颗粒，以扩大纳米二氧化钛的光谱响应范围，生成的纳米二氧化钛晶粒发育完整，粒度分布均匀，晶相单一，颗粒之间团聚少，具有较高的比表面积，可以得到理想的化学计量组成，涤纶纤维表面生成的纳米二氧化钛薄膜透光性好，厚度易于控制。与此同时，使用分散染料对涤纶纤维进行染色，缩短了生产工艺流程，节约了原料成本，赋予涤纶纤维更高的光催化活性和抗菌性能，提高了产品附加值。

（1）采用水热合成技术在制备掺银纳米二氧化钛颗粒的同时，直接在涤纶纤维表面形成薄膜，与此同时分散染料对涤纶纤维进行染色，从而赋予涤纶纤维高的光催化活性、抗紫外线、抗菌和染色性能，与其他改性方法相比，本发明方法能够将改性染色一步完成，具有工艺简单、生产成本低、纳米颗粒与涤纶纤维结合牢度高，光催化活性高等优点。

（2）通过控制反应温度和时间，调节溶液pH值，钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料用量，优化出最佳改性染色复合整理工艺和配方。

（3）测试结果表明，钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料一步法纳米二氧化钛改性染色复合整理后的涤纶纤维干、湿摩擦色牢度、刷洗色牢度和耐日晒色牢度优异，上染率高，染色均匀，光催化活性高，抗菌能力强，经过30次标准洗涤之后，改性染色涤纶纤维仍然具有较高的光催化活性和抗菌性能。较其他功能纺织产品的生产与加工方法，简化了生产工艺，节约了原料成本，提高了产品附加值。

附图说明

图1是未改性染色复合整理的涤纶纤维的扫描电镜照片；

图2是采用本发明方法对涤纶纤维负载银掺杂纳米二氧化钛改性染色的扫描电镜照片；

图3是采用本发明方法对涤纶纤维改性染色生成的掺银纳米二氧化钛的X射线衍射谱图；

图4是采用本发明方法对涤纶纤维负载银掺杂纳米二氧化钛改性染色的X射线能谱图；

图5是采用本发明方法对涤纶纤维负载银掺杂纳米二氧化钛改性染色前、后的紫外线可见光漫反射光谱曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将涤纶纤维浸泡于氢氧化钠溶液中进行刻蚀，再将刻蚀后的涤纶纤维进行清洗和烘干：

1.1）配制质量-体积浓度为80g/L～120g/L的氢氧化钠溶液；

1.2）称取涤纶纤维，按照浴比1：50～80，将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下处理30min～50min；

1.3）将步骤1.2）中预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，将清洗干净后的涤纶纤维于80℃～100℃条件下烘燥20min～40min，使刻蚀处理后的涤纶纤维烘干。

步骤2、配制改性染色混合溶液，并利用改性染色溶液对经步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维进行改性染色复合整理：

2.1）称取步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与钛酸四丁酯的质量比为1：1～3称取钛酸四丁酯，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与硝酸银的质量比为1：0.1～0.5称取硝酸银，按照刻蚀处理后的涤纶纤维质量的0.3%～2%称取分散染料。

2.2）按照步骤2.1）称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：3～10量取乙醇溶液，将钛酸四丁酯溶解于乙醇溶液中，并不断搅拌，制备出钛酸四丁酯溶液，所述乙醇溶液的质量浓度为95%；

2.3）按照步骤2.2）中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：1～3称取去离子水，将步骤2.1）中称取的硝酸银和分散染料溶解于去离子水中并不断搅拌，将步骤2.2）中配制好的钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散染料的混合溶液中，配制成钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料混合溶液；

2.4）将步骤1中刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在步骤2.3）中配制的混合溶液中5min～10min，然后将浸渍好的涤纶纤维与混合溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的60%～80%，于120℃～160℃条件下反应2h～4h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维；

其中的分散染料为分散蓝SE-2R染料、分散蓝BBLS染料、分散翠蓝S-GL染料或分散蓝H-BGL染料中的一种。

步骤3、将经步骤2改性后的涤纶纤维进行清洗和烘干：

将步骤2得到的改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：30～50，于80℃～100℃条件下用洗涤液洗涤20min～40min，然后用热、冷水反复洗涤3次，烘干或自然晾干，得到改性染色后的涤纶纤维。其中，洗涤液是由质量-体积浓度为2g/L的皂片溶液和质量-体积浓度为2g/L的碳酸钠溶液配制而成的。

图1和图2分别是未改性染色复合整理的涤纶纤维的扫描电镜照片和采用本发明方法对涤纶纤维负载银掺杂纳米二氧化钛改性染色后的扫描电镜照片。可以看出，未改性染色的涤纶纤维表面十分洁净，没有其他附着物；经过钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料水热改性染色复合整理之后，涤纶纤维表面包覆了一层二氧化钛颗粒薄膜，高倍电镜照片显示，该薄膜是由纳米级颗粒构成。图3是采用本发明方法对涤纶纤维改性染色生成的掺银纳米二氧化钛的X射线衍射谱图。可以看出，衍射角2θ在25°、38°、48°、54°、56°、63°、68°、70°和75°左右出现较强的衍射峰，与JCPDF卡片比较可知，涤纶纤维表面包覆物为锐钛矿型纳米二氧化钛，分别对应着(101)、(004)、(200)、(105)、(211)、(204)、(116)、(220)和(215)晶面，由于掺杂的银离子较少，因此没有检测出银的衍射峰。图4是采用本发明方法进行水热改性染色后的涤纶纤维X射线能谱图。可以看出，改性染色后的涤纶纤维主要由碳、氧、钛和银元素组成，表明纳米二氧化钛颗粒中掺杂有银离子。图5是采用本发明方法进行改性染色前、后涤纶纤维的漫反射光谱曲线。可以看出，涤纶纤维负载银掺杂纳米二氧化钛改性染色之后，不仅对紫外线吸收有所增强，而且对可见光的吸收能力也有了明显改善。

选用亚甲基蓝染料进行光催化活性测定。将0.5g的涤纶纤维浸泡在质量浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液中，溶液体积为50mL，当达到吸附平衡后，放置在照度为8.5×10⁴勒克斯的太阳光下进行辐照，用7220N型分光光度计测定染料在最大吸收波长664nm处的吸光度，根据公式（1）计算降解率D：

$D=\frac{A_0-A_1}{A_0}\×100\%---\left(1\right)$

公式（1）中，A₀为染料溶液的初始吸光度；A₁为染料溶液辐照5h后的吸光度。

采用残液比色法用7220N型分光光度计分别测定涤纶纤维改性染色复合整理前、后溶液在最大吸收波长（分散蓝SE-2R染料在625nm、分散蓝BBLS染料在622nm、分散翠蓝S-GL染料在670nm，分散蓝H-BGL染料在640nm）处的吸光度，并根据公式（2）计算上染率E：

$E=(1-\frac{C_1}{C_0\×n})\×100---\left(2\right)$

式中，C₁为残液的吸光度；C₀为原液的吸光度；n为原液和残液的稀释倍数。

用SF300型测色配色仪，测定涤纶纤维在最大吸收波长（分散蓝SE-2R染料在625nm、分散蓝BBLS染料在622nm、分散翠蓝S-GL染料在670nm，分散蓝H-BGL染料在640nm）处的染色深度K/S值，选用D65光源，10°视场。根据国家标准GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，用YG611型日晒气候色牢度测试仪对改性染色涤纶纤维进行耐人造光（氙弧灯）辐照，使用蓝色羊毛标准评定耐人造光色牢度等级。根据国家标准GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》，对改性染色复合整理后的涤纶纤维进行洗涤和干燥，选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序。并根据国家标准GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，测定涤纶纤维的抗菌效果。

从原理方面说明本发明的有益效果所在：

（1）本发明采用水热法在制备银掺杂纳米二氧化钛颗粒的同时，直接在涤纶纤维表面进行负载，与此同时分散染料对涤纶纤维进行染色，从而节省了原料，简化了工艺。通过优化反应温度和时间，调整涤纶纤维、钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料用量比例，筛选出最佳改性染色工艺。涤纶纤维、钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料的用量比例，填充量，水热反应温度和时间等都影响着二氧化钛的晶相、晶化程度、形貌、粒子尺寸和掺银量，以及分散染料上染涤纶纤维的染色性能。涤纶纤维与钛酸四丁酯的质量比为1：1～3时，纤维表面能够包覆一定厚度的纳米二氧化钛薄膜，纳米颗粒与涤纶纤维结合牢固，不会发生团聚现象，溶液中也不会沉积过多的二氧化钛颗粒；当大于1：3时，钛酸四丁酯用量太大，易造成浪费，纤维表面包覆的薄膜过厚，不利于纳米颗粒的形成，与纤维结合牢度变差；当小于1：1时，钛酸四丁酯用量太少，纤维表面没有形成连续的薄膜，光催化活性受到影响。

（2）当涤纶纤维与硝酸银的质量比为1：0.1～0.5时，纳米二氧化钛晶体生长良好，银离子用量适中，可有效地渗入二氧化钛晶格，提高捕获电子和空穴的能力，从而抑制电子—空穴对的复合，提高二氧化钛的光催化活性；当涤纶纤维与硝酸银的质量比小于1：0.1时，掺杂的银离子浓度较小，半导体中没有足够的载流子捕获陷阱，效果不明显；当涤纶纤维与硝酸银的质量比大于1：0.5时，银离子掺杂浓度过大，半导体中捕获位间的距离将会降低，从而使电子—空穴对重新复合的几率增加，并且银掺杂量过大，还会使银离子无法有效地渗入二氧化钛晶格中，将附着在二氧化钛粒子表面或以金属盐的形式在表面富积，占据了活性位且减少二氧化钛的比表面积，使光催化活性下降。

（3）使用中温和高温型分散染料如分散蓝SE-2R染料对涤纶纤维进行染色，可以保证染料在高温高压条件下不分解，染色均匀，色牢度好。当染料用量为涤纶纤维质量的0.3%～2%时，涤纶纤维上染率高，溶液中残留的染料少，不会影响纳米二氧化钛晶体的生长；当染料用量小于0.3%时，涤纶纤维染色深度K/S值太小，颜色浅；当染料用量大于2%时，涤纶纤维上染率有所下降，反应液中残留的染料偏多，影响纳米二氧化钛颗粒的形成。

（4）当钛酸四丁酯与95%无水乙醇的体积比为1：3～10，钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液的体积比为1：1～3时，可以较好地控制钛酸四丁酯的水解速度，使得生成的锐钛矿相纳米二氧化钛晶粒为纳米级，在涤纶纤维表面负载致密、均匀；当钛酸四丁酯与95%无水乙醇的体积比小于1：3，钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液的体积比小于1：1时，钛酸四丁酯用量相对较多，生成的二氧化钛颗粒尺寸增加，易团聚；当钛酸四丁酯与95%无水乙醇的体积比大于1：3，钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液的体积比大于1：1时，钛酸四丁酯用量相对较少，单位体积中生成的纳米颗粒较少，包覆效果不好。

（5）当溶液填充量为反应釜体积的60～80%时，能够生成锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒；当小于60%时，反应釜内压力偏低，影响纳米二氧化钛的生长速度；当大于80%时同样不利于纳米二氧化钛的生成，反应釜安全性也会受到影响。

（6）反应温度和时间主要影响纳米二氧化钛的晶化程度和晶体形貌、尺寸，对生成的晶相也有一些影响。当反应温度控制在120～160℃时，可以生成锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒；当低于120℃时，会影响纳米二氧化钛的晶体结构；当高于160℃时，涤纶纤维强度损伤较大，手感发硬，丧失使用性能，温度过高会使锐钛矿相二氧化钛向金红石相转变，不利于光催化活性。反应时间控制在2～4h时，在涤纶纤维表面生成锐钛矿相纳米二氧化钛薄膜；当小于2h时，会影响纳米二氧化钛的晶化程度；当大于4h时，生成的二氧化钛颗粒会发生团聚，粒度明显增大，晶型也会发生转化。

实施例1

配制质量浓度为80g/L的氢氧化钠溶液，称取10g涤纶纤维，按照浴比1：50，将涤纶纤维浸泡在500mL的氢氧化钠溶液中，于80℃条件下处理30min，将预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，于80℃条件下烘燥20min，使预处理后的涤纶纤维烘干；按照刻蚀后的涤纶纤维与钛酸四丁酯质量比1：1，称取10g的钛酸四丁酯，按照刻蚀后的涤纶纤维与硝酸银的质量比1：0.1，称取1g的硝酸银，按照刻蚀后的涤纶纤维质量的0.3%，称取0.03g的分散蓝SE-2R染料，按照称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：3量取质量浓度为95%的乙醇溶液，按照上个步骤中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：1称取去离子水，将称取的硝酸银和分散蓝SE-2R染料溶解于去离子水中，并不断搅拌，然后将钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散蓝SE-2R染料的混合溶液中，配制成改性染色溶液，将刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在改性染色溶液中5min，再将涤纶纤维连同溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的60%，于120℃条件下反应4h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维；将改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：30，于80℃条件下用2g/L皂片溶液和2g/L的碳酸钠溶液组成的洗涤液洗涤20min，然后用热、冷水反复洗涤3次，自然晾干，完成银参杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维。

使用照度为8.5×10⁴勒克斯的太阳光辐照亚甲基蓝溶液来评价银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色后的涤纶纤维光催化活性，经过5h的紫外线辐照，对亚甲基蓝染料的降解率为87%。采用残液比色法，用7220N型分光光度计分别测定涤纶纤维改性染色复合整理前、后溶液在最大吸收波长625nm处的吸光度，计算出上染率为99%。用SF300型测色配色仪，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维在最大吸收波长625nm处的染色深度K/S值为9.2。根据国家标准GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，用YG611型日晒气候色牢度仪测定改性染色复合整理后的涤纶纤维耐人造光（氙弧灯）色牢度为5级。根据国家标准GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》，对改性染色复合整理后的涤纶纤维进行洗涤和干燥，选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序。并根据国家标准GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维经过30次洗涤之后，对金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠杆菌（8099）的抑菌带均在1.0mm之内，没有繁殖，抗菌效果好。

实施例2

配制质量浓度为120g/L的氢氧化钠溶液，称取10g涤纶纤维，按照浴比1：80，将涤纶纤维浸泡在800mL的氢氧化钠溶液中，于100℃条件下处理50min，将预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，于100℃条件下烘燥40min，使预处理后的涤纶纤维烘干；按照刻蚀后的涤纶纤维与钛酸四丁酯质量比1：3，称取30g的钛酸四丁酯，按照刻蚀后的涤纶纤维与硝酸银的质量比1：0.5，称取5g的硝酸银，按照刻蚀后的涤纶纤维质量的2%，称取0.2g的分散蓝BBLS染料，按照称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：10量取质量浓度为95%的乙醇溶液，按照上个步骤中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：3称取去离子水，将称取的硝酸银和分散蓝BBLS染料溶解于去离子水中，并不断搅拌，然后将钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散蓝BBLS染料的混合溶液中，配制成改性染色溶液，将刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在改性染色溶液中10min，再将涤纶纤维连同溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的80%，于160℃条件下反应2h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维；将改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：50，于90℃条件下用2g/L皂片溶液和2g/L的碳酸钠溶液组成的洗涤液洗涤30min，然后用热、冷水反复洗涤3次，烘干，完成银参杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维。

使用照度为8.5×10⁴勒克斯的太阳光辐照亚甲基蓝溶液来评价银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色后的涤纶纤维光催化活性，经过5h的紫外线辐照，对亚甲基蓝染料的降解率为92%。采用残液比色法，用7220N型分光光度计分别测定涤纶纤维改性染色复合整理前、后溶液在最大吸收波长622nm处的吸光度，计算出上染率为96%。用SF300型测色配色仪，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维在最大吸收波长622nm处的染色深度K/S值为16.4。根据国家标准GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，用YG611型日晒气候色牢度仪测定改性染色复合整理后的涤纶纤维耐人造光（氙弧灯）色牢度为5级。根据国家标准GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》，对改性染色复合整理后的涤纶纤维进行洗涤和干燥，选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序。并根据国家标准GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维经过30次洗涤之后，对金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠杆菌（8099）的抑菌带均在1.0mm之内，没有繁殖，抗菌效果好。

实施例3

配制质量浓度为100g/L的氢氧化钠溶液，称取10g涤纶纤维，按照浴比1：60，将涤纶纤维浸泡在600mL的氢氧化钠溶液中，于90℃条件下处理40min，将预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，于90℃条件下烘燥30min，使预处理后的涤纶纤维烘干；按照刻蚀后的涤纶纤维与钛酸四丁酯质量比1：2，称取20g的钛酸四丁酯，按照刻蚀后的涤纶纤维与硝酸银的质量比1：0.2，称取2g的硝酸银，按照刻蚀后的涤纶纤维质量的1%，称取0.1g的分散翠蓝S-GL染料，按照称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：6量取质量浓度为95%的乙醇溶液，按照上个步骤中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：2称取去离子水，将称取的硝酸银和分散翠蓝S-GL染料溶解于去离子水中，并不断搅拌，然后将钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散翠蓝S-GL染料的混合溶液中，配制成改性染色溶液，将刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在改性染色溶液中8min，再将涤纶纤维连同溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的70%，于140℃条件下反应3h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维；将改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：40，于100℃条件下用2g/L皂片溶液和2g/L的碳酸钠溶液组成的洗涤液洗涤40min，然后用热、冷水反复洗涤3次，自然晾干，完成银参杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维。

使用照度为8.5×10⁴勒克斯的太阳光辐照亚甲基蓝溶液来评价银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色后的涤纶纤维光催化活性，经过5h的紫外线辐照，对亚甲基蓝染料的降解率为94%。采用残液比色法，用7220N型分光光度计分别测定涤纶纤维改性染色复合整理前、后溶液在最大吸收波长670nm处的吸光度，计算出上染率为91%。用SF300型测色配色仪，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维在最大吸收波长670nm处的染色深度K/S值为8.3。根据国家标准GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，用YG611型日晒气候色牢度仪测定改性染色复合整理后的涤纶纤维耐人造光（氙弧灯）色牢度为5级。根据国家标准GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》，对改性染色复合整理后的涤纶纤维进行洗涤和干燥，选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序。并根据国家标准GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维经过30次洗涤之后，对金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠杆菌（8099）的抑菌带均在1.0mm之内，没有繁殖，抗菌效果好。

实施例4

配制质量浓度为90g/L的氢氧化钠溶液，称取10g涤纶纤维，按照浴比1：70，将涤纶纤维浸泡在700mL的氢氧化钠溶液中，于85℃条件下处理35min，将预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，于85℃条件下烘燥25min，使预处理后的涤纶纤维烘干；按照刻蚀后的涤纶纤维与钛酸四丁酯质量比1：1，称取10g的钛酸四丁酯，按照刻蚀后的涤纶纤维与硝酸银的质量比1：0.1，称取1g的硝酸银，按照刻蚀后的涤纶纤维质量的0.8%，称取0.08g的分散蓝H-BGL染料，按照称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：3量取质量浓度为95%的乙醇溶液，按照上个步骤中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：1称取去离子水，将称取的硝酸银和分散蓝H-BGL染料溶解于去离子水中，并不断搅拌，然后将钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散蓝H-BGL染料的混合溶液中，配制成改性染色溶液，将刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在改性染色溶液中5min，再将涤纶纤维连同溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的70%，于120℃条件下反应4h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维；将改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：30，于80℃条件下用2g/L皂片溶液和2g/L的碳酸钠溶液组成的洗涤液洗涤20min，然后用热、冷水反复洗涤3次，自然晾干，完成银参杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维。

使用照度为8.5×10⁴勒克斯的太阳光辐照亚甲基蓝溶液来评价银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色后的涤纶纤维光催化活性，经过5h的紫外线辐照，对亚甲基蓝染料的降解率为90%。采用残液比色法，用7220N型分光光度计分别测定涤纶纤维改性染色复合整理前、后溶液在最大吸收波长640nm处的吸光度，计算出上染率为97%。用SF300型测色配色仪，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维在最大吸收波长640nm处的染色深度K/S值为7.5。根据国家标准GB/T8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》，用YG611型日晒气候色牢度仪测定改性染色复合整理后的涤纶纤维耐人造光（氙弧灯）色牢度为5级。根据国家标准GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》，对改性染色复合整理后的涤纶纤维进行洗涤和干燥，选用A型洗衣机，7A洗涤程序，C型干燥程序。并根据国家标准GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，测定改性染色复合整理后的涤纶纤维经过30次洗涤之后，对金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠杆菌（8099）的抑菌带均在1.0mm之内，没有繁殖，抗菌效果好。

Claims (5)

1.银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将涤纶纤维浸泡于氢氧化钠溶液中进行刻蚀，再将刻蚀后的涤纶纤维进行清洗和烘干；

步骤2、配制改性染色混合溶液，并利用改性染色溶液对经步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维进行改性染色复合整理；

具体按照以下步骤实施：

2.1)称取步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与钛酸四丁酯的质量比为1：1～3称取钛酸四丁酯，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与硝酸银的质量比为1：0.1～0.5称取硝酸银，按照刻蚀处理后的涤纶纤维质量的0.3％～2％称取分散染料；

2.2)按照步骤2.1)称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：3～10量取乙醇溶液，将钛酸四丁酯溶解于乙醇溶液中，并不断搅拌，制备出钛酸四丁酯溶液，所述乙醇溶液的质量浓度为95％；

2.3)按照步骤2.2)中配制的钛酸四丁酯溶液与硝酸银分散染料溶液体积比为1：1～3称取去离子水，将步骤2.1)中称取的硝酸银和分散染料溶解于去离子水中并不断搅拌，将步骤2.2)中配制好的钛酸四丁酯溶液添加到硝酸银和分散染料的混合溶液中，配制成钛酸四丁酯、硝酸银和分散染料混合溶液；

2.4)将步骤1中刻蚀处理后的涤纶纤维浸渍在步骤2.3)中配制的混合溶液中5min～10min，然后将浸渍好的涤纶纤维与混合溶液一起转移至染缸中，混合溶液体积占染缸体积的60％～80％，于120℃～160℃条件下反应2h～4h，待反应结束后取出改性染色后的涤纶纤维；

步骤3、将经步骤2改性后的涤纶纤维进行清洗和烘干。

2.根据权利要求1所述的银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，其特征在于，所述的步骤1具体按照以下步骤实施：

1.1)配制质量-体积浓度为80g/L～120g/L的氢氧化钠溶液；

1.2)称取涤纶纤维，按照浴比1：50～80，将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下处理30min～50min；

1.3)将步骤1.2)中预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，将清洗干净后的涤纶纤维于80℃～100℃条件下烘燥20min～40min，使刻蚀处理后的涤纶纤维烘干。

3.根据权利要求1所述的银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，其特征在于，所述的步骤2.1)和步骤2.3)中的分散染料为分散蓝SE-2R染料、分散蓝BBLS染料、分散翠蓝S-GL染料或分散蓝H-BGL染料中的一种。

4.根据权利要求1所述的银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，其特征在于，所述的步骤3具体按照以下步骤实施：

将步骤2得到的改性染色后的涤纶纤维，按照浴比1：30～50，于80℃～100℃条件下用洗涤液洗涤20min～40min，然后用热、冷水反复洗涤3次，烘干或自然晾干，得到改性染色后的涤纶纤维。

5.根据权利要求1或4所述的银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，其特征在于，所述步骤3中的洗涤液，是由质量-体积浓度为2g/L的皂片溶液和质量-体积浓度为2g/L的碳酸钠溶液配制而成的。