CN104611906A - 一种双氧水漂白催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双氧水漂白催化剂，由明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液混合而成，混合液中明胶蛋白和硫酸铜溶质质量比为15～70∶1。本发明还公开了上述催化剂的制备方法。本发明的双氧水漂白催化剂，是一种以明胶蛋白与二价铜离子络合而成的助剂，将其应用于棉等织物双氧水漂白工艺中，能有效催化双氧水漂白，减少织物的损伤，降低漂白温度，缩短漂白时间，减少漂白中碱的用量，实现了织物的双氧水低温低碱漂白，从而解决了传统双氧水高温高碱漂白带来的能耗、纤维损伤和污染问题。此外，本发明所使用的助剂原料来源于废弃蛋白，有效利用了废弃物资源，达到了环保和清洁生产的目的，符合建设资源节约型和环境友好型社会的理念。

Description

一种双氧水漂白催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织品印染技术领域，涉及一种双氧水漂白催化剂，本发明还涉及上述催化剂的制备方法。
背景技术
棉织物是天然纤维制品，具有吸湿性强，手感柔软，穿着舒适、不易虫蛀等优点，因而得以广泛应用。棉织物前处理少不了漂白，传统的漂白方法有：次氯酸钠漂白、亚氯酸钠漂白、双氧水漂白，应用最广泛的是双氧水漂白，其具有价格低廉、漂白及除杂效果好、污染较小等优点。然而通常双氧水漂白需要在高温高碱条件下进行，由此带来了能耗大、纤维损伤增大及污染增加等问题，不符合当今社会人们追求节能减排的理念。因此许多染整工作者致力于研究双氧水低温低碱漂白助剂和漂白工艺。
目前进行低温漂白的主要方法有：(1)生物酶低温练漂法；(2)过醋酸低温漂白法；(3)双氧水活化剂低温漂白法；(4)金属配合物类仿酶催化剂低温漂白法。但这些方法仍存在一些问题，如助剂成本高，或助剂溶解度小、应用不方便，或对设备要求较高等问题，因此，目前棉织物双氧水低温低碱漂白在实际生产中并没有进行大规模地应用。
目前未见有关采用生物蛋白衍生物助剂作为棉织物双氧水低温低碱漂白催化剂的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种双氧水漂白催化剂，解决了传统双氧水高温高碱漂白过程中所带来的能耗大、纤维损伤大以及环境污染的问题。
本发明的另一目的是提供上述一种双氧水漂白催化剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种双氧水漂白催化剂，由明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液混合而成，混合液中明胶蛋白和硫酸铜溶质质量比为15～70：1。
本发明的特点还在于，
其中明胶蛋白溶液中，明胶蛋白与水的质量比为1：2～10，硫酸铜溶液中，硫酸铜与水的质量比为1：2～10。
本发明的另一技术方案是，一种双氧水漂白催化剂，具体按以下步骤实施：
步骤1，制备明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液：
1.1)称取明胶蛋白和硫酸铜；
1.2)按一定比例将步骤1.1中称取的明胶蛋白加入水中，控制温度在30℃～80℃，溶解10～60min，得到明胶蛋白溶液；
按一定比例将步骤1.1中称取的硫酸铜加入水中，控制温度在20℃～60℃，溶解5～30min，得到硫酸铜溶液；
步骤2，制备双氧水漂白催化剂：
将步骤1中制备得到的明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液均匀混合，控制温度为20℃～60℃，搅拌转速为400～600rpm，滴加60～100g/L的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH，继续搅拌5～20min，即得到双氧水漂白催化剂。
本发明的特点还在于，
其中步骤1中明胶蛋白和硫酸铜的质量比为15～70：1。
其中步骤1中明胶蛋白与水的质量比为1：2～10。
其中步骤1中硫酸铜与水的质量比为1：2～10。
其中步骤2中pH调节范围为9～12。
本发明的有益效果是，一种双氧水漂白催化剂，是一种以明胶蛋白与二价铜离子络合而成的助剂，其具有原料充足、价格低廉、无毒环保、可生物降解、制备方法简单的特点；将其应用于棉等织物双氧水漂白工艺中，能有效催化双氧水漂白，减少织物的损伤，降低漂白温度，缩短漂白时间，减少漂白中碱的用量，实现了织物的双氧水低温低碱漂白，从而解决了传统双氧水高温高碱漂白带来的能耗高、纤维损伤和污染问题。此外，本发明所使用的助剂原料来源于废弃蛋白，有效利用了废弃物资源，达到了环保和清洁生产的目的，符合建设资源节约型和环境友好型社会的理念。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种双氧水漂白催化剂，由明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液混合而成，其中明胶蛋白溶液中，明胶蛋白与水的质量比为1：2～10，硫酸铜溶液中，硫酸铜与水的质量比为1：2～10，混合液中明胶蛋白和硫酸铜溶质质量比为15～70：1。
本发明还提供了上述一种双氧水漂白催化剂的制备方法，具体按以下步骤实施：
步骤1，制备明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液：
1.1)按质量比15～70：1称取明胶蛋白和硫酸铜；
1.2)按质量比1：2～10将步骤1.1中称取的明胶蛋白加入水中，控制温度在30℃～80℃，溶解10～60min，得到明胶蛋白溶液；
按质量比1：2～10将步骤1.1中称取的硫酸铜加入水中，控制温度在20℃～60℃，溶解5～30min，得到硫酸铜溶液；
步骤2，制备双氧水漂白催化剂：
将步骤1中制备得到的明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液混合，控制温度为20℃～60℃，搅拌转速为400～600rpm，滴加60～100g/L的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值至9～12，继续搅拌5～20min，即得到双氧水漂白催化剂。
本发明所使用的明胶蛋白可以来源于动物的皮肤以及骨骼或其他废弃蛋白的提取物中，由于它是生物蛋白质，蛋白结构具有明显的多肽特征：其分子中含有众多的氮、氧原子，它们均含有孤对电子，所以多肽链主链及侧链可作为多齿配位体，这些暴露在主链外面游离的氨基、羧基和肽键可以和铜(II)络合，形成五元环或六元环的络合结构。在双氧水漂白体系中，络合物存在一定的稳定常数，在一定pH值、温度的条件下可以释放出适量的铜离子，铜离子可以催化双氧水的分解，催化漂白，有效提高织物的白度。
分别采用添加本发明双氧水漂白催化剂的低温低碱漂白工艺(30％的双氧水10ml/L，加4g/L硅酸钠，并添加本发明漂白催化剂3～8ml/L，不加氢氧化钠，在70℃下漂白50min)与未添加漂白催化剂在同条件下的低温低碱漂白工艺以及传统高温高碱漂白工艺(30％的双氧水15ml/L，加4g/L硅酸钠，并加氢氧化钠10g/L，在90℃下漂白60min)，对棉织物进行漂白，测定漂白后棉织物的白度、毛效及纤维损伤程度，结果如下：
由上表可知，不添加催化剂条件下对棉织物进行双氧水低温低碱漂白，织物的白度和毛效较低；添加本发明漂白催化剂后，同样条件下对棉织物进行双氧水低温低碱漂白，织物的白度和毛效显著提高，达到了传统高温高碱漂白的效果，表明该漂白催化剂能够有效促进双氧水漂白，实现双氧水低温低碱漂白，达到了节能环保的目的，同时相对传统高温高碱漂白织物，添加本发明催化剂漂白后，织物的断裂强度保留率提高了10％以上，即大大降低了漂白对于织物的损坏程度。
实施例1
步骤1，制备明胶蛋白溶液：
称取明胶蛋白15kg和水30kg，将明胶蛋白加入水中，控制温度在80℃，溶解40min，得到明胶蛋白溶液；
步骤2，制备硫酸铜溶液：
称取硫酸铜1kg和水2kg，将硫酸铜加入水中，控制温度在40℃，溶解20min，得到硫酸铜溶液；
步骤3，制备双氧水漂白催化剂：
将步骤1制备得到的明胶蛋白溶液与步骤2制备得到的硫酸铜溶液均匀混合，控制温度为20℃，搅拌转速为400rpm，滴加60g/L的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值至9，继续搅拌5min，即得到双氧水漂白催化剂。
实施例2
步骤1，制备明胶蛋白溶液：
称取明胶蛋白10kg和水50kg，将明胶蛋白加入水中，控制温度在30℃，溶解60min，得到明胶蛋白溶液；
步骤2，制备硫酸铜溶液：
称取硫酸铜0.5kg和水2.5kg，将硫酸铜加入水中，控制温度在60℃，溶解5min，得到硫酸铜溶液；
步骤3，制备双氧水漂白催化剂：
将步骤1制备得到的明胶蛋白溶液与步骤2制备得到的硫酸铜溶液均匀混合，控制温度为40℃，搅拌转速为500rpm，滴加80g/L的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值至10，继续搅拌10min，即得到双氧水漂白催化剂。
实施例3
步骤1，制备明胶蛋白溶液：
称取明胶蛋白7kg和水70kg，将明胶蛋白加入水中，控制温度在60℃，溶解10min，得到明胶蛋白溶液；
步骤2，制备硫酸铜溶液：
称取硫酸铜0.1kg和水1kg，将硫酸铜加入水中，控制温度在20℃，溶解30min，得到硫酸铜溶液；
步骤3，制备双氧水漂白催化剂：
将步骤1制备得到的明胶蛋白溶液与步骤2制备得到的硫酸铜溶液均匀混合，控制温度为60℃，搅拌转速为600rpm，滴加100g/L的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值至12，继续搅拌30min，即得到双氧水漂白催化剂。

Claims (7)

1.一种双氧水漂白催化剂，其特征在于，由明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液混合而成，混合液中明胶蛋白和硫酸铜溶质质量比为15～70：1。
2.根据权利要求1所述的一种双氧水漂白催化剂，其特征在于，所述明胶蛋白溶液中，明胶蛋白与水的质量比为1：2～10，所述硫酸铜溶液中，硫酸铜与水的质量比为1：2～10。
3.根据权利要求1所述的一种双氧水漂白催化剂的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
步骤1，制备明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液：
1.1)称取明胶蛋白和硫酸铜；
1.2)按一定比例将步骤1.1中称取的明胶蛋白加入水中，控制温度在30℃～80℃，溶解10～60min，得到明胶蛋白溶液；
按一定比例将步骤1.1中称取的硫酸铜加入水中，控制温度在20℃～60℃，溶解5～30min，得到硫酸铜溶液；
步骤2，制备双氧水漂白催化剂：
将步骤1中制备得到的明胶蛋白溶液和硫酸铜溶液均匀混合，控制温度为20℃～60℃，搅拌转速为400～600rpm，滴加60～100g/L的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH，继续搅拌5～20min，即得到双氧水漂白催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种双氧水漂白催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中明胶蛋白和硫酸铜的质量比为15～70：1。
5.根据权利要求3所述的一种双氧水漂白催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中明胶蛋白与水的质量比为1：2～10。
6.根据权利要求3所述的一种双氧水漂白催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中硫酸铜与水的质量比为1：2～10。
7.根据权利要求3所述的一种双氧水漂白催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中pH调节范围为9～12。
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