CN105369594A - 光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法及光触媒织物 - Google Patents

光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法及光触媒织物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法及光触媒织物，生产中限定织物行走速度为20～40米/分钟，水溶胶温度保持20～60℃，定型烘干温度为160～180℃。工艺条件的限定目的在于最终产出的光触媒织物表面的TiO2水溶胶含固率达80%以上，提升光触媒织物产品的稳定和光触媒的最终催化性能。

Description

光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法及光触媒织物
技术领域
本发明涉及光催化材料领域，具体涉及光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法及光触媒织物。
背景技术
光催媒是一种以纳米级TiO2为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，是当前国际上治理室内环境污染的理想材料，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中如甲醛等有毒有害气体，能有效杀灭多种细菌，抗菌率高达99.99％，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，同时还具备除臭、抗污等功能。
近年来，由于“装修污染症候群”的出现，室内环境污染问题频现，成为人们关注的热点。据权威报道，在我国70%以上的家庭装修污染超标，且污染严重超标达30%以上。它不但会引发肺炎、气管炎、白血病、脑血栓等疾病，还可能导致孕妇流产、新生儿畸形等一系列疾病。
将纳米级TiO2整理于织物表面，形成光触媒产品，满足消费者“安全需求”，市场前景极为广阔。如上所述，光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，因此光触媒的单位体积的表面积越大，光催化反应的作用越强，产生出的自由氢氧基和活性氧越多，可以说粒径大小是光触媒优劣的关键指标，这就要求光触媒在制备以及后续存放和使用过程中，不仅需要TiO2粒径应足够的小，同时需要TiO2不能发生团聚现象，影响光反应面积。
同时水溶胶中的纳米级TiO2固着于织物表面的含固率，直接影响光触媒织物产品最终的催化性能。因此上胶整理过程中，保证水溶胶的稳定性及含固率至关重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，可保证织物表面纳米级TiO2含固率达80%以上，稳定性高，光催化性能强。
本发明通过以下技术方案实现：
光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，
（1）织物经输送辊传送至装有光触媒纳米TiO2水溶胶的浸轧槽，并从浸轧槽内的光触媒纳米TiO2水溶胶中穿过，水溶胶温度保持20～60℃，织物行走速度为20～40米/分钟；
（2）织物出浸转槽后过轧压、引布、定型烘干制得光触媒织物，定型烘干温度为160～180℃。
本发明进一步改进方案是，光触媒纳米TiO2水溶胶中的TiO2粒径为1～10纳米级。
本发明更进一步改进方案是，光触媒纳米TiO2水溶胶PH值为2.5～4.0，TiO2质量含量为2.8%以上。
本发明更进一步改进方案是，光触媒纳米TiO2水溶胶呈微黄色半透明状，吸光度为0.07～0.11。
本发明再进一步改进方案是，所述织物为纤维布。
本发明还公开了该方法整理而得的光触媒织物。所述织物每平方米光触媒纳米TiO2含固率为80﹪以上。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
本发明光触媒纳米TiO2水溶胶用于整理织物的方法中限定织物行走速度为织物行走速度为20～40米/分钟，水溶胶温度保持20～60℃，定型烘干温度为160～180℃。工艺条件的限定目的在于最终产出的光触媒织物表面的纳米TiO2水含因率高达80%以上，提升光触媒织物产品的稳定和光触媒的最终催化性能。
织物行走速度保证了织物在水溶胶中的浸泡时间，配合水溶胶内TiO2粒子浓度，满足织物上胶率，经轧辊轧压后面料中TiO2含固率不低于80%。
浸轧槽内水溶胶温度控制在20～60℃之间，当低于20℃，浓度稳定性差，水溶胶内TiO2析出，活性下降；但也不能高于60℃，高于该温度不仅增加能耗，且水溶胶中水份易蒸发散失，造成浓度增大TiO2析出。
定型烘干温度为160～180℃，如低于160℃，织物不能烘干，造成织物退色；如高180℃，在行走速度限定的条件下，蒸发速度过快，承载TiO2粒子的溶剂迅速挥发，TiO2粒子还未能有效地附着于织物，致使TiO2粒子产生脱落，含固率低于80%。
具体实施方式
采用TiO2粒径为5纳米级、含量为3%的光触媒TiO2水溶胶整理织物。
实施例1
（1）织物经输送辊传送行浸于装有光触媒纳米TiO2水溶胶的浸轧槽，水溶胶温度保持20℃，织物行走速度为20米/分钟；
（2）织物出浸转槽后经过轧压、引布、定型烘干制得光触媒织物，定型烘干温度为160℃。
实施例2
（1）织物经输送辊传送行浸于装有光触媒纳米TiO2水溶胶的浸轧槽，水溶胶温度保持50℃，织物行走速度为30米/分钟；
（2）织物出浸转槽后经过轧压、引布、定型烘干制得光触媒织物，定型烘干温度为170℃。
实施例3
（1）织物经输送辊传送行浸于装有光触媒纳米TiO2水溶胶的浸轧槽，水溶胶温度保持60℃，织物行走速度为40米/分钟；
（2）织物出浸转槽后经过轧压、引布、定型烘干制得光触媒织物，定型烘干温度为180℃。
比较例1
步骤（1）水溶胶温度保持10℃，其余如实施例1。
比较例2
步骤（1）水溶胶温度保持80℃，其余如实施例1。
比较例3
步骤（1）中织物行走速度为15米/分钟，其余如实施例1。
比较例4
步骤（1）中织物行走速度为45米/分钟，其余如实施例1。
比较例5
步骤（2）中定型烘干温度为155℃，其余如实施例1。
比较例6
步骤（2）中定型烘干温度为185℃，其余如实施例1。
对实施例1～3和比较例1～6生产的光触媒织物进行质量检测。
1、光触媒织物TiO含固率检测
A、根据比色灯箱内的尺寸大小，将光触媒布样，分别剪成25cm*25cm见方的小样4块，其中的一份布作为对照样，放置一边，其余的布样放入搪瓷托盘内平铺摆放；
B、取浓度50mg/L的罗丹明B水溶液，将布样充分润湿30秒拿出，并垂直滴出水分，直至无水滴流下；
C、打开比色灯箱电源，将样品放入比色灯箱内用200W射灯照射，要注意布面无光影，确保全面照射到；
D、对照未处理样，每隔固定时间观察一次布样的褪色情况，直至部门颜色由红变浅，直至无色，布样褪色时间越短，表明光触媒TiO2织物布面光催化性能越强，统计布样褪至无色所用时间。
从拿出布样，用笔划出红色不褪色部分，并算出该部分的面积，再按照公式计算，TiO2含固率=（布样总面积-布样不褪色部分面积）/布样总面积*100%
2、光触媒织物布面光催化性能检测
A、将同质量的布，分别剪成2cm*2cm见方的小样，其中的一份布作为对照样（未用水溶胶整理），其余的布样分别为实施例1、2、3和比较例1～6水溶胶整理后布样，将对照样布和用水溶胶整理后的布分别放入250ml烧杯内，贴好标签（易于分别）；
B、向装有样品的烧杯内，用吸量管各加入50ml浓度50mg/L罗丹明B，用玻璃棒搅动样品平铺摆放；
C、打开比色灯箱电源，将装有样口的烧杯放入比色灯箱内用200W射灯照射；
D、将测定波长调至550nm，用1cm比色皿对照空白，每隔一刻钟观察一次样品的吸光度，吸光度越小（颜色由深红变浅红，直至无色），表明光触媒光催化性能越强，统计样品褪至无色所用时间。
由实施例与对比例可以看出，实施例1至实施例3整理后的织物TiO2含固率均超80%以上，布面催化性能力强，整理后的织物无褪色现象。
步骤（1）浸轧槽内水溶胶温度控制在20～60℃之间，当低于20℃（比较例1），浓度稳定性差，水溶胶内有TiO2析出，活性下降；高于60℃（比较例2），高于该温度水溶胶中水份蒸发散失，浓度增大，TiO2也有析出，因此最终织物上TiO2含固率均达不到80%，光催化性能检测效果差。
步骤（1）织物行走速度保证了织物在水溶胶中的浸泡时间，配合水溶胶内TiO2粒子浓度，满足织物上胶率，低于20米/分钟（比较例3），最终对于织物上TiO2含固率没有提升，但拉慢了生产效率；高于40米/分钟（比较例4），经轧辊轧压后面料上TiO2含固率明显低于80%。
步骤（2）定型烘干温度为160～180℃，如低于160℃（比较例5），织物不能烘干，造成织物退色；如高180℃（比较例6），在行走速度限定的条件下，蒸发速度过快，承载TiO2粒子的溶剂迅速挥发，TiO2粒子还未能有效地附着于织物，致使TiO2粒子产生脱落，含固率低于80%。

Claims (7)

1.光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，其特征在于：
（1）织物经输送辊传送至装有光触媒纳米TiO2水溶胶的浸轧槽，并从浸轧槽内的光触媒纳米TiO2水溶胶中穿过，水溶胶温度保持20～60℃，织物行走速度为20～40米/分钟；
（2）织物出浸转槽后过轧压、引布、定型烘干制得光触媒织物，定型烘干温度为160～180℃。
2.如权利要求1所述的光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，其特征在于：光触媒纳米TiO2水溶胶中的TiO2粒径为1～10纳米级。
3.如权利要求1或2所述的光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，其特征在于：光触媒纳米TiO2水溶胶PH值为3.0～4.0，TiO2质量含量为2.8%以上。
4.如权利要求1或2所述的光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，其特征在于：光触媒纳米TiO2水溶胶呈微黄色半透明状，吸光度为0.07～0.11。
5.如权利要求1所述的光触媒纳米TiO2水溶胶固结于织物的方法，其特征在于：所述织物为纤维布。
6.权利要求1至5任一项方法制得的光触媒织物。
7.如权利要求6所述的光触媒织物，其特征在于：所述织物每平方米光触媒纳米TiO2含固率率为80﹪以上。
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