CN105803560A

CN105803560A - 一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法及其应用

Info

Publication number: CN105803560A
Application number: CN201410848631.9A
Authority: CN
Inventors: 李裕杰; 陈秀苗; 郭宏飞
Original assignee: Shanghai Shuixing Home Textile Co Ltd
Current assignee: Shanghai Shuixing Home Textile Co Ltd
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-07-27

Abstract

本发明公开的一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法，依次按照如下步骤进行：(1)量取二氧化钛加入到水溶液中并超声振荡；(2)再加入聚乙烯醇固体搅拌；(3)继续搅拌并加热得到均匀的乳白色溶液；(4)乳白色溶液加入静电纺丝装置的注射器中进行静电纺丝得到光催化纤维。还公开了由上述的静电纺多孔光催化纤维的制备方法所制备的光催化纤维用于制备芯类家纺产品。本发明有益的技术效果在于：采用静电纺丝法来制备光催化纤维，方法简单，易于操作，成本低，而且所制备的纤维具有高孔隙率，大比表面积等特点，能够有效地增大与反应物的接触面积，有利于光催化反应的进行。

Description

一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法及其应用

技术领域

本发明属于家纺制品技术领域，具体涉及一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法及其应用。

背景技术

随着科技的进步以及市场要求的提高，新型功能化纤维得到不断的开发。同时世界各国在环保领域不遗余力，循环再用、节省资源已成为全世界的目标方向，功能类纺织品的开发也深入人心。

光催化纤维是采用现代复合技术将纳米二氧化钛与高分子材料实现完美结合，再通过熔融或者静电纺丝，纳米二氧化钛即可均匀分布纤维之中，该纤维的最大与众不同之处就是每一根纤维都呈内外贯穿的蜂窝状微孔结构，比表面积极大，从而使得几乎每一个纳米二氧化钛粒子都能与空气直接相通并接受光照。由于光催化的反应过程是在纳米二氧化钛粒子表面进行的，因此，每一个接受到光照并暴露在空气中的纳米二氧化钛粒子都能发挥光催化的功效。该纤维在阳光或灯光的作用下：能强力有效地分解汽车废气、甲醛、苯、胺气等有毒有害气体，极大地保障了人们工作及生活的环境安全；利用超强的氧化能力，捕捉、杀除空气中浮游细菌，抑制病原体的传播，抗菌和杀菌效果更显著；强力分解臭源，脱臭功能极强；抑制霉变，防霉效果良好；利用二氧化钛的超亲水性，防沾污和自洁净能力良好；因为二氧化钛对人体极为安全，纤维具有环保性及永久的光催化效果。

另外，半导体TiO₂以其无毒、价廉、催化活性高、化学性质稳定且能将有机物完全矿化成CO₂，H₂O等无机小分子的特点，引起了越来越多的学者关注。利用TiO₂光催化剂降解有机污染物是目前研究的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法，由该制备方法所制备的光催化纤维具有高孔隙率、大比表面积的特点，能够有效地增大与反应物的接触面积，有利于光催化反应的进行。

本发明所要解决的技术问题之二是提供由上述制备方法所制备得到的光催化纤维的应用。

作为本发明第一方面的一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法，依次按照如下步骤进行：

(1)量取0.28～0.36g二氧化钛加入到8～12mL水溶液中，超声振荡2.5～3.5h；

(2)再加入0.60～0.68g的聚乙烯醇固体，搅拌8～12h；

(3)继续搅拌并加热到85～95℃，维持2.5～3.5h，得到均匀的乳白色溶液；

(4)将由步骤(3)得到的乳白色溶液加入静电纺丝装置的注射器中，并保持相对湿度低于50％的条件下进行静电纺丝得到光催化纤维，该静电纺丝装置在静电纺丝时的参数为：电压为20～22kV，推进速度为0.5～1.5mL/V，接受距离为13～17cm。

作为本发明第二方面的由上述的静电纺多孔光催化纤维的制备方法所制备的光催化纤维的应用，所述光催化纤维用于制备芯类家纺产品。

在本发明的一个优选实施例中，所述芯类家纺产品为被芯或者枕芯或者床垫中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述芯类家纺产品中的所述光催化纤维的含量不低于30％。

在本发明的一个优选实施例中，所述芯类家纺产品由30％～55％所述光催化纤维、25％～35％细旦纤维以及10％～45％普通纤维混合填充而成。

由于采用如上的技术方案，本发明有益的技术效果在于：采用静电纺丝法来制备光催化纤维，方法简单，易于操作，成本低，而且所制备的纤维具有高孔隙率，大比表面积等特点，能够有效地增大与反应物的接触面积，有利于光催化反应的进行。光催化纤维与其他纤维混合填充形成芯类家纺产品，这样既能较好地解决光催化纤维成本过高的问题，又能有效地发挥其他组分纤维的功能特性。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

实施例1

本实施例的一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法，依次按照如下步骤进行：

(1)量取0.32g二氧化钛加入到10mL水溶液中，超声振荡3h；

(2)再加入0.64g的聚乙烯醇固体，搅拌10h；

(3)继续搅拌并加热到90℃，维持3h，得到均匀的乳白色溶液；

(4)将由步骤(3)得到的乳白色溶液加入静电纺丝装置的注射器中，并保持相对湿度40％的条件下进行静电纺丝得到光催化纤维，该静电纺丝装置在静电纺丝时的参数为：电压为21kV，推进速度为1.0mL/V，接受距离为15cm。

实施例2

(1)量取0.28g二氧化钛加入到8mL水溶液中，超声振荡2.5h；

(2)再加入0.60g的聚乙烯醇固体，搅拌8h；

(3)继续搅拌并加热到85℃，维持2.5h，得到均匀的乳白色溶液；

(4)将由步骤(3)得到的乳白色溶液加入静电纺丝装置的注射器中，并保持相对湿度30％的条件下进行静电纺丝得到光催化纤维，该静电纺丝装置在静电纺丝时的参数为：电压为20kV，推进速度为0.5mL/V，接受距离为13cm。

实施例3

(1)量取0.36g二氧化钛加入到12mL水溶液中，超声振荡3.5h；

(2)再加入0.68g的聚乙烯醇固体，搅拌12h；

(3)继续搅拌并加热到95℃，维持3.5h，得到均匀的乳白色溶液；

(4)将由步骤(3)得到的乳白色溶液加入静电纺丝装置的注射器中，并保持相对湿度45％的条件下进行静电纺丝得到光催化纤维，该静电纺丝装置在静电纺丝时的参数为：电压为22kV，推进速度为1.5mL/V，接受距离为17cm。

实施例4

将实施例1、2、3中的制备方法所制得的光催化纤维用于制备芯类家纺产品，该芯类家纺产品为被芯或者枕芯或者床垫中的一种，并且该芯类家纺产品中的光催化纤维含量不低于30％，优选地为，该芯类家纺产品由30％～55％所述光催化纤维、25％～35％细旦纤维以及10％～45％普通纤维混合填充而成，这样既能较好地解决光催化纤维成本过高的问题，又能有效地发挥其他组分纤维的功能特性。

由实施例1、2、3中的制备方法所制得的光催化纤维用于制备芯类家纺产品的主要功能及基本指标如下：

蓬松度：78cm²/g；

压缩率：70％；

保温率：86％；

透气率：42mm/s。

光催化性能：光催化降解效率≥86.3％。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种静电纺多孔光催化纤维的制备方法，其特征在于，依次按照如下步骤进行：

(2)再加入0.60～0.68g的聚乙烯醇固体，搅拌8～12h；

2.如权利要求1所述的静电纺多孔光催化纤维的制备方法所制备的光催化纤维的应用，其特征在于，所述光催化纤维用于制备芯类家纺产品。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述芯类家纺产品为被芯或者枕芯或者床垫中的一种。

4.如权利要求2所述的应用，所述芯类家纺产品中的所述光催化纤维的含量不低于30％。

5.如权利要求2所述的应用，所述芯类家纺产品由30％～55％所述光催化纤维、25％～35％细旦纤维以及10％～45％普通纤维混合填充而成。