CN108468203B - 一种可见光催化功能织物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可见光催化功能织物的制备方法，属于纺织品功能整理加工领域。它包括如下步骤：首先将前处理的织物进行等离子体处理，然后，以硫酸铜、次亚磷酸钠、聚乙烯吡络烷酮和乙醇胺为原料，采用原位合成技术，在等离子体处理过的织物上生长出氧化亚铜，制备具有可见光催化功能织物。本发明的整理方法简单，制成的织物光催化效率高、稳定性好、可重复利用。对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率达到80%以上，紫外防护系数达到30+，对空气中的甲醛降解率达到85%以上。该功能织物可用于装饰材料。

Description

一种可见光催化功能织物的制备方法
技术领域
本发明属于纺织品功能整理加工领域，特别是涉及一种可见光催化功能织物的制备方法。
背景技术
自从1977年Frank等在光催化方面开展了一系列的研究开始，光诱导产生的氧化还原反应就引起了人们强烈的兴趣，而且也由此展开了金属离子、无机物及有机物的光催化氧化还原反应的研究。光催化氧化可以在常温常压下进行，能够彻底分解有机污染物，具有改善水体环境、净化空气、杀菌、去臭等功效。
目前的光催化氧化技术主要是利用半导体的特殊电子结构和光催化性质，其中应用最广、最有效的是二氧化钛。但是二氧化钛作为光催化剂有其本身的局限性，因为二氧化钛的带隙能为3.2Ev，对应的激发波长为387nm，属于紫外光区，只有在紫外光辐射下才能使二氧化钛产生电子空穴对，故它需要紫外光活化，不仅消耗能源而且紫外光线对人体有害；太阳光中的近紫外光能量只占太阳光能量的1-3%，如果用太阳光来催化，光催化效率较低，限制了其在自然环境中的使用。因此，需要寻找一种低能级差的光催化剂来解决这些问题，许多研究者开始致力于开发可以利用可见光或太阳光来的新型可见光响应型光催化剂的研究。
氧化亚铜也是一种半导体光催化剂，它的能级差约为2.0Ev，完全可在太阳光的辐射下引发光催化反应。大量实验表明，多晶态的氧化亚铜稳定性很好，可反复使用而不会被还原或氧化。1998年，Ikeda等人首次宣布用氧化亚铜作光催化剂，可在阳光下将水分解成氢气和氧气。这预示着在可见光下具有很好的催化性能。目前氧化亚铜作为一种能充分利用可见光的光催化材料，在环境保护中的应用研究在国外刚刚开展，国内也开展了初步研究。
氧化亚铜为无机化合物，与纺织品的结合牢度差。织物用低温等离子体处理后，表面可以生成许多活性基团，可以增加织物与氧化亚铜的结合能力。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中的不足，提供一种具有可见光催化活性、可多次重复使用的可见光催化功能织物的制备方法，制成的织物光催化效率高、稳定性好、可重复利用；对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌率达到80%以上，紫外防护系数达到30+，对空气中的甲醛降解率达到85%以上。该功能织物可用于装饰材料。
技术方案：本发明所述的一种可见光催化功能织物的制备方法，首先将前处理的织物进行等离子体处理；然后，以硫酸铜、次亚磷酸钠、聚乙烯吡络烷酮和乙醇胺为原料，采用原位合成技术，在等离子体处理过的织物上生长出氧化亚铜，制备具有可见光催化功能织物。
进一步的，具体制备方法如下：
1）将经过前处理的织物，放入等离子体处理器内，通入处理气体，设置处理功率10~100W，设置放电处理时间10~300秒，处理结束后取出处理样品；
2）称取10~50mmol硫酸铜置于干燥洁净的烧杯中，加入500 mL蒸馏水，室温下搅拌至澄清溶液；然后边搅拌边加入1~10g的聚乙烯吡络烷酮，至溶液清澈透明；再边搅拌边加入1~10g的次亚磷酸钠，至溶液清澈透明；最后边搅拌边加水至1000mL，持续10~20min，得溶液A；
3）将步骤1）处理的织物浸渍到溶液A中，浴比10~40∶1，浸泡10~20min，然后以2.5℃/min的速度升温至95℃，处理10~30min，接着再加入0.5~1g的乙醇胺，继续处理40~60min；处理结束后取出织物，用蒸馏水冲洗2~3次，100~130℃烘干，时间1~5min，140~180℃焙烘，时间1~5min。
进一步的，所述的处理气体为氩气、氮气、氧气或空气中的任意一种。
进一步的，所述前处理是指对织物经过退浆、精练，漂洗干净并烘干。
进一步的，所述的织物为涤纶、锦纶的机织物或针织物。
有益效果：本发明将等离子体技术与原位合成相结合，提高了氧化亚铜与纤维的结合能力，提高了耐洗性，可有效分解有机污染物，具有改善水体环境、净化空气、杀菌、去臭等功效。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种可见光催化功能织物的制备方法，包括如下步骤：
1）将经过前处理（经过退浆、精练，漂洗干净并烘干）的织物，放入等离子体处理器内，通入处理气体，气体为氩气、氮气、氧气或空气中的任意一种，设置处理功率10W，设置放电处理时间10秒，处理结束后取出处理样品；
2）称取10mmol硫酸铜置于干燥洁净的烧杯中，加入500 mL蒸馏水，室温下搅拌至澄清溶液；然后边搅拌边加入1g的聚乙烯吡络烷酮，至溶液清澈透明；再边搅拌边加入1g的次亚磷酸钠，至溶液清澈透明；最后边搅拌边加水至1000mL，持续10min，得溶液A；
3）将步骤1）处理的织物浸渍到溶液A中，浴比10∶1，浸泡10min，然后以2.5℃/min的速度升温至95℃，处理10min，接着再加入0.5g的乙醇胺，继续处理40min；处理结束后取出织物，用蒸馏水冲洗2~3次，100℃烘干，时间1min，140℃焙烘，时间1min。
实施例2
一种可见光催化功能织物的制备方法，包括如下步骤：
1）将经过前处理（经过退浆、精练，漂洗干净并烘干）的织物，放入等离子体处理器内，通入处理气体，气体为氩气、氮气、氧气或空气中的任意一种，设置处理功率100W，设置放电处理时间300秒，处理结束后取出处理样品；
2）称取50mmol硫酸铜置于干燥洁净的烧杯中，加入500 mL蒸馏水，室温下搅拌至澄清溶液；然后边搅拌边加入10g的聚乙烯吡络烷酮，至溶液清澈透明；再边搅拌边加入10g的次亚磷酸钠，至溶液清澈透明；最后边搅拌边加水至1000mL，持续20min，得溶液A；
3）将步骤1）处理的织物浸渍到溶液A中，浴比40∶1，浸泡20min，然后以2.5℃/min的速度升温至95℃，处理30min，接着再加入1g的乙醇胺，继续处理60min；处理结束后取出织物，用蒸馏水冲洗2~3次，130℃烘干，时间5min，180℃焙烘，时间5min。
实施例3
一种可见光催化功能织物的制备方法，包括如下步骤：
1）将经过前处理（经过退浆、精练，漂洗干净并烘干）的织物，放入等离子体处理器内，通入处理气体，气体为氩气、氮气、氧气或空气中的任意一种，设置处理功率50W，设置放电处理时间150秒，处理结束后取出处理样品；
2）称取30mmol硫酸铜置于干燥洁净的烧杯中，加入500 mL蒸馏水，室温下搅拌至澄清溶液；然后边搅拌边加入5g的聚乙烯吡络烷酮，至溶液清澈透明；再边搅拌边加入5g的次亚磷酸钠，至溶液清澈透明；最后边搅拌边加水至1000mL，持续15min，得溶液A；
3）将步骤1）处理的织物浸渍到溶液A中，浴比25∶1，浸泡10~20min，然后以2.5℃/min的速度升温至95℃，处理20min，接着再加入0.7g的乙醇胺，继续处理50min；处理结束后取出织物，用蒸馏水冲洗2~3次，120℃烘干，时间3min，160℃焙烘，时间3min。
实施例4
一种可见光催化功能织物的制备方法，包括如下步骤：
1）将经过前处理（经过退浆、精练，漂洗干净并烘干）的织物，放入等离子体处理器内，通入处理气体氮气，气体为氩气、氮气、氧气或空气中的任意一种，设置处理功率50W，设置放电处理时间150秒，处理结束后取出处理样品。
2）称取20mmol硫酸铜置于干燥洁净的烧杯中，加入500 mL蒸馏水，室温下搅拌至澄清溶液；然后边搅拌边加入3g的聚乙烯吡络烷酮，至溶液清澈透明；再边搅拌边加入8g的次亚磷酸钠，至溶液清澈透明；最后边搅拌边加水至1000mL，持续搅拌15min，得溶液A。
3）将步骤1）处理的织物浸渍到溶液A中，浴比10∶1，浸泡20min，然后以2.5℃/min的速度升温至95℃，处理20min，接着再加入0.7g的乙醇胺，继续处理50min，处理结束后取出织物，用蒸馏水冲洗3次，110℃烘干，时间3min，150℃焙烘，时间3min。
本发明将等离子体技术与原位合成相结合，提高了氧化亚铜与纤维的结合能力，提高了耐洗性，可有效分解有机污染物，具有改善水体环境、净化空气、杀菌、去臭等功效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种可见光催化功能织物的制备方法，其特征在于：首先将前处理的织物进行等离子体处理；然后，以硫酸铜、次亚磷酸钠、聚乙烯吡络烷酮和乙醇胺为原料，采用原位合成技术，在等离子体处理过的织物上生长出氧化亚铜，制备具有可见光催化功能织物；具体制备方法如下：
1)将经过前处理的织物，放入等离子体处理器内，通入处理气体，设置处理功率10～100W，设置放电处理时间10～300秒，处理结束后取出处理样品；
2)称取10～50mmol硫酸铜置于干燥洁净的烧杯中，加入500mL蒸馏水，室温下搅拌至澄清溶液；然后边搅拌边加入1～10g的聚乙烯吡络烷酮，至溶液清澈透明；再边搅拌边加入1～10g的次亚磷酸钠，至溶液清澈透明；最后边搅拌边加水至1000mL，持续10～20min，得溶液A；
3)将步骤1)处理的织物浸渍到溶液A中，浴比10～40∶1，浸泡10～20min，然后以2.5℃/min的速度升温至95℃，处理10～30min，接着再加入0.5～1g的乙醇胺，继续处理40～60min；处理结束后取出织物，用蒸馏水冲洗2～3次，100～130℃烘干，时间1～5min，140～180℃焙烘，时间1～5min。
2.根据权利要求1所述的一种可见光催化功能织物的制备方法，其特征在于：所述的处理气体为氩气、氮气、氧气或空气中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种可见光催化功能织物的制备方法，其特征在于：所述前处理是指对织物经过退浆、精练，漂洗干净并烘干。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种可见光催化功能织物的制备方法，其特征在于：所述的织物为涤纶、锦纶的机织物或针织物。
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