CN105369594B - 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 PDFInfo
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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
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,TiO 2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℃,织物行走速度为20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℃;
或(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50℃,织物行走速度为30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170℃;
或(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60℃,织物行走速度为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含固率为80﹪以上。
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