CN111733591B - 一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法 - Google Patents
一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111733591B CN111733591B CN202010585324.1A CN202010585324A CN111733591B CN 111733591 B CN111733591 B CN 111733591B CN 202010585324 A CN202010585324 A CN 202010585324A CN 111733591 B CN111733591 B CN 111733591B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc oxide
- polyester fabric
- solution
- modified polyester
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 224
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 34
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 22
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 19
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 12
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 14
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 5
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 5
- INJVFBCDVXYHGQ-UHFFFAOYSA-N n'-(3-triethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNCCN INJVFBCDVXYHGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 241001025261 Neoraja caerulea Species 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- -1 citrate ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/44—Oxides or hydroxides of elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table; Zincates; Cadmates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/04—Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/08—Organic compounds
- D06M10/10—Macromolecular compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
- D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
- D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M2101/32—Polyesters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
- D06M2200/25—Resistance to light or sun, i.e. protection of the textile itself as well as UV shielding materials or treatment compositions therefor; Anti-yellowing treatments
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
- Y02P70/62—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product related technologies for production or treatment of textile or flexible materials or products thereof, including footwear
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的制备方法，包括首先将壳聚糖与醋酸溶液混合得到溶液A，再将预处理后的涤纶织物浸入，经干燥后得到改性涤纶织物；之后配制纳米氧化锌分散液B，并加入硅烷偶联剂与氯化镁得到溶液C；将改性涤纶织物加入溶液C并超声振荡，再依次经过浸轧、干燥后，得到具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物；最后配制硝酸锌与六亚甲基四胺的混合溶液，并与柠檬酸钠溶液混合，得到溶液D；将具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物加入至溶液D中进行水浴反应，反应结束后再依次经过洗涤、烘干后，即得到表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物。与现有技术相比，本发明具有工艺简单、环境友好、便于操作、易于规模化生产等优点。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料功能整理技术领域，涉及一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法。
背景技术
ZnO具有独特的结构和优异的性能，其中包括电学、磁学、常温发光性能和抗菌抗紫外性能等。因此在纳米发电机、化纤纺织品、光电子器件和陶瓷等领域展现出了很好的应用前景。ZnO的禁带宽度为3.27eV，能够有效吸收紫外光，具有良好的光催化性能。通过吸收紫外光中的能量，ZnO中的电子发生跃迁，从而形成电子空穴对，可以使附着于ZnO表面的污染物发生氧化还原反应，使其转变为水和二氧化碳等小分子化合物。ZnO材料除了光学、光催化性能外，还有防污、消毒抑菌、润湿等性能。ZnO还具有多种形貌，在ZnO的众多微结构中，球状结构以其独特的结构与性能备受重视。对比低维ZnO晶体结构，光催化时球状ZnO晶体可以避免颗粒团聚，保持更高的比表面积，起到增强光催化效率的作用。球状的氧化锌运用在织物上可赋予织物更好的光催化、抗菌、抗紫外等多种功能。
涤纶织物是一种具有多种优良性能的材料，应用于各种领域，但其纤维表面光滑，并且大分子链上缺少亲水基团，导致涤纶纤维易起静电、亲水性差、服用性差；而球状ZnO则可很好地弥补上述缺陷。为了使氧化锌能更好地应用在织物上，就有必要对涤纶进行改性，使球状氧化锌在织物上均匀生长，从而充分发挥其优异的光催化性能，使功能性纺织品的性能更优。因此如何控制在织物表面形成并生长特定形貌的氧化锌，以及提高氧化锌与织物间的牢度，就成为该功能性纺织品能否在市场上推广的关键。
发明内容
本发明的目的就是提供一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法，用于解决现有涤纶织物中存在的抗菌抗紫外性能差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的制备方法，包括以下步骤：
1)将壳聚糖与醋酸溶液混合，得到溶液A；
2)将预处理后的涤纶织物浸入溶液A中，采用二浸二轧工艺使壳聚糖充分渗入织物中，再经过干燥过程后得到改性涤纶织物；
3)配制纳米氧化锌分散液B，并分别加入硅烷偶联剂及氯化镁溶液混合均匀，得到溶液C；将改性涤纶织物加入溶液C并超声振荡，之后依次经过浸轧、干燥过程后，得到具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物；
4)配制硝酸锌与六亚甲基四胺的混合溶液，并与柠檬酸钠溶液混合，得到溶液D；将具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物加入至溶液D中进行水浴反应，反应结束后，再依次经过洗涤、烘干过程后，即得到所述的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物。
进一步地，步骤1)中，所述的壳聚糖分子量为50000-70000，所述的醋酸溶液的浓度为1-3wt％，所述的壳聚糖与醋酸溶液的投料比为0.5-1.5g/100mL。
作为优选的技术方案，所述的壳聚糖与醋酸溶液的投料比为1g/100mL。
进一步地，步骤2)中，所述的涤纶织物的预处理方法为等离子体处理，处理时间为5-10min，处理功率为30-80W，板间距为2.5-10mm。
进一步地，步骤2)中，所述的预处理后的涤纶织物与溶液A的投料比为0.5-1.5g/100mL，所述的二浸二轧工艺中，轧余率为65-85％；
所述的干燥过程包括预烘阶段与焙烘阶段，所述的预烘阶段中，预烘温度为70-90℃，所述的焙烘阶段中，焙烘温度为120-180℃。
进一步地，步骤3)中，所述的纳米氧化锌分散液B中，纳米氧化锌通过水热法制备，纳米氧化锌的浓度为14-20g/L，纳米氧化锌的粒径为800-900nm。
进一步地，步骤3)中，所述的硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-791)；
所述的硅烷偶联剂的加入量为2-3wt％纳米氧化锌分散液B；
所述的氯化镁溶液的加入量为3-10mL/200mL纳米氧化锌分散液B，其中氯化镁溶液浓度为1-3g/L。
作为优选的技术方案，所述的氯化镁溶液的加入量为5mL/200mL纳米氧化锌分散液B，其中氯化镁溶液浓度为2g/L。
进一步地，步骤3)中，所述的改性涤纶织物与溶液C的投料比为1-1.5g/250-260mL，所述的超声振荡中，超声时间为0.5-2.5h，超声温度为30-60℃；
所述的浸轧过程采用二浸二轧工艺，轧余率为65-85％；
所述的干燥过程包括预烘阶段与焙烘阶段，所述的预烘阶段中，预烘温度为70-90℃，所述的焙烘阶段中，焙烘温度为120-180℃。
进一步地，步骤4)中，所述的混合溶液中，硝酸锌的浓度为0.02-0.03mol/L，六亚甲基四胺的浓度为0.02-0.03mol/L；
所述的柠檬酸钠溶液的浓度为0.3-0.8mol/L，加入量为1-2mL/50mL混合溶液。
作为优选的技术方案，所述的柠檬酸钠溶液的浓度为0.5mol/L。
进一步地，步骤4)中，所述的具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物与溶液D的投料比为1-2g/50mL；
所述的水浴反应中，反应温度为90-100℃，反应时间为2-4h。
作为优选的技术方案，所述的反应时间为3h。
进一步地，步骤4)中，所述的烘干过程中，烘干温度为60-100℃。
改性涤纶织物表面球状氧化锌生长反应机理：
如下式所示，本发明通过水热法使六亚甲基四胺与水共热并分解为甲醛与氨两种物质，其中氨一方面在溶液中形成一水合氨并进一步释放出OH-，使溶液环境变为碱性环境，另一方面Zn2+与NH3相结合生成[Zn(NH3)4]2+络合离子，该络合离子又进一步与OH-离子结合，产生Zn(OH)2沉淀物，该沉淀物经过分解生成水与ZnO。当存在柠檬酸根的情况下，部分OH-离子会和柠檬酸根离子反应，抑制ZnO沿着C轴方向上的生长，从而形成球状的ZnO。
C6H12N4+6H2O→6HCHO+4NH3 (1)
NH3+H2O→NH3·H2O→NH4 ++OH- (2)
Zn2++4NH3→[Zn(NH3)4]2+ (3)
[Zn(NH3)4]2++2OH-→Zn(OH)2+4NH3 (4)
Zn(OH)2→ZnO+H2O (5)
改性涤纶织物表面ZnO纳米球的生长机制如图3所示。改性涤纶织物表面的纳米ZnO微晶作为成核晶种，在ZnO纳米球的生长过程中具有重要的作用。因为晶种/织物的界面能要比晶种/培养溶液(由Zn(NO3)2.6H2O和(CH2)6N4组成)小，结果导致纳米ZnO晶种更易发生在织物表面的异相成核。在这个过程中，一方面，引入纳米ZnO微晶层有利于降低晶种与织物的界面能，减少成核障碍；另一方面，织物表面的微晶也有利于球状氧化锌和改性涤纶织物之间晶种的配对，所以织物表面的纳米ZnO晶种能得到进一步生长，由于柠檬酸根的原因，继而在织物上生成排列致密的三维ZnO纳米球。
本发明采用分布法工艺使微米级氧化锌在改性涤纶织物上生长，制备所得到的球状ZnO改性涤纶织物的表面具有大量的球状ZnO，且较为密集，赋予涤纶织物极好的光催化和抗紫外线等性能；该制备工艺可以有效提高ZnO与改性涤纶织物的光催化性能和牢度问题，拓宽了功能性涤纶织物的应用范围，并具有工艺简单、无毒、操作方便等优点。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明针对如何使球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的问题，运用分布法先将硅烷偶联剂KH792处理在改性涤纶织物上，再添加一层晶种层，最后通过锌源、碱源和表面活性剂生长出球状氧化锌阵列，使球状氧化锌均匀且密集的分布在涤纶织物表面，该生产具有工艺简单、环境友好、便于操作、易于规模化生产等优点；
2)本发明所得的表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物在洗涤前后都具有良好的光催化和抗紫外性能，且在一系列处理后对涤纶织物的物理机械性能并没有太大影响。
附图说明
图1为改性涤纶织物表面ZnO纳米球的生长机制示意图；
图2为实施例2中表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物的扫描电镜图；
图3为实施例3中表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物的X-射线衍射图；
图4为实施例4中表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物的X-射线能量色谱图；
图5为实施例5中表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物洗涤前后的光催化性能图；
图6为实施例6中表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物洗涤前后的抗紫外线性能图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本实施例用于制备一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物，其制备方法包括以下步骤：
1)将1g分子量在50000-70000的壳聚糖与100mL 2wt％醋酸溶液混合，得到溶液A；
2)将1g经等离子体处理后的涤纶织物浸入100mL溶液A中，采用二浸二轧工艺(轧余率为75％)使壳聚糖充分渗入织物中，再依次经过80℃预烘过程、160℃烘焙过程后得到改性涤纶织物；其中等离子体处理过程中，处理功率为50W，处理时间为8min，板间距为5mm；
3)通过水热法制备粒径为800-900nm纳米氧化锌，并与纯水混合配制成200mL18g/L纳米氧化锌分散液B，再分别加入KH-792硅烷偶联剂及5mL 2g/L氯化镁混合均匀，得到溶液C，其中KH-792硅烷偶联剂的加入量为2.5wt％纳米氧化锌分散液B；将1.2g改性涤纶织物加入255mL溶液C中并在50℃下超声振荡2h，之后依次经过浸轧(二浸二轧工艺，轧余率为75％)、80℃预烘过程以及160℃烘焙过程后，得到具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物；
4)配制硝酸锌与六亚甲基四胺的混合溶液50mL，其中硝酸锌的浓度为0.025mol/L，六亚甲基四胺浓度为0.025mol/L，并与1.5mL 0.5mol/L柠檬酸钠溶液混合，得到溶液D；将1.5g具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物加入至50mL溶液D中并在95℃下进行水浴反应3h，反应结束后，再依次经过洗涤、80℃烘干后，即得到表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物。
实施例2：
本实施例采用德国Zeiss公司Gemini 300型的扫描电子显微镜来观察实施例1中所制备的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的表面形貌，结果如图2所示。
从图2中可以看出，改性涤纶织物表面生长出密集的球状氧化锌，且呈现微米级结构。球状氧化锌拥有更大的比表面积，可有效促进光催化性能。
实施例3：
本实施例采用日本理学Ultimate IV型X射线衍射仪来鉴定实施例1中所制备的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的晶型，并与实施例1中步骤2)所制备的改性涤纶织物进行比较，结果如图3所示。
从图3中可以看出，17.88°，23.11°，26.09°3个峰的位置分别对应于涤纶织物的衍射峰。由于柠檬酸钠的浓度高，图中可能没有发现清楚的ZnO衍射峰，证明球状颗粒的ZnO没有形成结晶态。
实施例4：
本实施例采用德国Bruker公司的Quantax400型EDS能谱仪来分析实施例1中所制备的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的元素组成和含量，结果如图4所示。
从图4中可以看出，C元素的含量较多，可能是表面活性剂柠檬酸三钠的原因。而Au元素为测试阶段喷金处理样品生成，其中Zn元素和O元素在改性涤纶织物表面的质量百分比值分别为25.27％和36.13％。
实施例5：
本实施例通过上海比朗仪器制造有限公司的BL-GHX-V型光化学反应仪测定实施例1中所制备的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的光催化性能，以汞灯为测试灯，以亚甲基蓝溶液的降解率来评估织物洗涤前后的光催化性能，结果如图5所示。
从图5中可以看出，不管是在洗涤前还是洗涤后，表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物均具有优异的光催化性能，在汞灯照射90min后，亚甲基蓝溶液降解率都达到了70％以上，且经过数次洗涤后，降解率仅有略微下降。
实施例6：
本实施例采用蓝菲光公司制造的型号为UV-2000S的紫外线透过率分析仪测试实施例1中所制备的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的抗紫外线性能，通过紫外线透射率表示织物在洗涤前后紫外线防护效果，结果如图6所示。
从图6中的曲线可以看出，制备表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物具有良好的抗紫外性能，紫外穿透率低于8％，且在洗涤前后，织物的抗紫外性能几乎没有发生变化。
实施例7：
本实施例参照GB/T8424.2-2001，采用温州大荣纺织仪器有限公司WSB-3A数字白度仪，对洗涤前后表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物(实施例1)进行测试，评价洗涤前后织物的白度变化；参照GBT3923.1-1997方法，以原涤纶织物为空白对照，采用大荣纺织仪器有限公司YG(B)026D-250型电子织物强力机对表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物(实施例1)进行强力测试；采用YG871型毛细管效应测定仪测试整理前后和洗涤前后织物的毛细效应，以高锰酸钾为测试液，将织物垂直置于毛细管效应测定仪30min。结果分别如表1所示。
表1表面生长球状氧化锌的改性涤纶织物洗涤前后性能对比
由表1可知，涤纶织物的白度为69.3％，而经过球状氧化锌处理的改性涤纶织物的白度达到了78.8％，处理之后的涤纶织物白度有所提升，洗涤十次后白度略微下降，对后期使用没有影响；经过整理后或者在洗涤数次后，织物的断裂强力并没有发生太大的变化，都为3870N左右，这是因为涤纶本身具有高强度、耐热、耐腐蚀等性能，即使在高温等处理下依旧能够保持原有的性能；经过球状氧化锌处理的改性涤纶织物毛效达到了7.6cm/30min，织物的亲水性能得到了提升，在洗涤后，毛细管效应有一定程度的下降，但并不会严重影响织物的亲水性能。
实施例8：
本实施例用于制备一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物，其制备方法包括以下步骤：
1)将0.5g分子量在50000-70000的壳聚糖与100mL 1wt％醋酸溶液混合，得到溶液A；
2)将0.5g经等离子体处理后的涤纶织物浸入100mL溶液A中，采用二浸二轧工艺(轧余率为65％)使壳聚糖充分渗入织物中，再依次经过90℃预烘过程、180℃烘焙过程后得到改性涤纶织物；其中等离子体处理过程中，处理功率为80W，处理时间为10min，板间距为2.5mm；
3)通过水热法制备粒径为800-900nm纳米氧化锌，并与纯水混合配制成200mL14g/L纳米氧化锌分散液B，再分别加入KH-791硅烷偶联剂及10mL 3g/L氯化镁混合均匀，得到溶液C，其中KH-791硅烷偶联剂的加入量为3wt％纳米氧化锌分散液B；将1.5g改性涤纶织物加入260mL溶液C中并在60℃下超声振荡2.5h，之后依次经过浸轧(二浸二轧工艺，轧余率为85％)、90℃预烘过程以及180℃烘焙过程后，得到具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物；
4)配制硝酸锌与六亚甲基四胺的混合溶液50mL，其中硝酸锌的浓度为0.03mol/L，六亚甲基四胺浓度为0.03mol/L，并与2mL 0.8mol/L柠檬酸钠溶液混合，得到溶液D；将2g具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物加入至50mL溶液D中并在100℃下进行水浴反应4h，反应结束后，再依次经过洗涤、100℃烘干后，即得到表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物。
实施例9：
本实施例用于制备一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物，其制备方法包括以下步骤：
1)将1.5g分子量在50000-70000的壳聚糖与100mL 3wt％醋酸溶液混合，得到溶液A；
2)将1.5g经等离子体处理后的涤纶织物浸入100mL溶液A中，采用二浸二轧工艺(轧余率为85％)使壳聚糖充分渗入织物中，再依次经过70℃预烘过程、120℃烘焙过程后得到改性涤纶织物；其中等离子体处理过程中，处理功率为30W，处理时间为5min，板间距为10mm；
3)通过水热法制备粒径为800-900nm纳米氧化锌，并与纯水混合配制成200mL20g/L纳米氧化锌分散液B，再分别加入KH-792硅烷偶联剂及3mL 1g/L氯化镁混合均匀，得到溶液C，其中KH-792硅烷偶联剂的加入量为2wt％纳米氧化锌分散液B；将1g改性涤纶织物加入250mL溶液C中并在30℃下超声振荡0.5h，之后依次经过浸轧(二浸二轧工艺，轧余率为65％)、70℃预烘过程以及120℃烘焙过程后，得到具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物；
4)配制硝酸锌与六亚甲基四胺的混合溶液50mL，其中硝酸锌的浓度为0.02mol/L，六亚甲基四胺浓度为0.02mol/L，并与1mL 0.3mol/L柠檬酸钠溶液混合，得到溶液D；将1g具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物加入至50mL溶液D中并在90℃下进行水浴反应2h，反应结束后，再依次经过洗涤、60℃烘干后，即得到表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）将壳聚糖与2 wt%醋酸溶液以投料比1 g/100mL混合，得到溶液A；
2）将预处理后的涤纶织物浸入溶液A中，采用二浸二轧工艺使壳聚糖充分渗入织物中，再经过干燥过程后得到改性涤纶织物；其中，所述的预处理后的涤纶织物与溶液A的投料比为1 g/100 mL；所述的涤纶织物的预处理方法为等离子体处理，处理时间为8 min，处理功率为50 W，板间距为5 mm；二浸二轧工艺中，轧余率为75%；
3）配制纳米氧化锌分散液B，并分别加入KH-792硅烷偶联剂及2 g/L氯化镁溶液混合均匀，得到溶液C；将改性涤纶织物加入溶液C并超声振荡，之后依次经过浸轧、干燥过程后，得到具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物；其中，纳米氧化锌的浓度为14-20 g/L，纳米氧化锌的粒径为800-900 nm；所述的KH-792硅烷偶联剂的加入量为2.5 wt%纳米氧化锌分散液B；所述的氯化镁溶液的加入量为5 mL/200 mL纳米氧化锌分散液B；所述的改性涤纶织物与溶液C的投料比为1.2 g/255 mL；所述的浸轧过程采用二浸二轧工艺，轧余率为65-85%；
4）配制硝酸锌与六亚甲基四胺的混合溶液，并与柠檬酸钠溶液混合，得到溶液D；将具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物加入至溶液D中进行水浴反应，反应结束后，再依次经过洗涤、烘干过程后，即得到所述的表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物；
其中，所述的混合溶液中，硝酸锌的浓度为0.025 mol/L，六亚甲基四胺浓度为0.025mol/L；所述的柠檬酸钠溶液的浓度为0.5 mol/L，加入量为1.5 mL/50 mL混合溶液；所述的具有氧化锌晶种层的改性涤纶织物与溶液D的投料比为1.5 g/50 mL；所述的水浴反应中，反应温度为95℃，反应时间为3 h。
2.根据权利要求1所述的一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的制备方法，其特征在于，步骤2）与3）中，所述的干燥过程包括预烘阶段与焙烘阶段，所述的预烘阶段中，预烘温度为70-90℃，所述的焙烘阶段中，焙烘温度为120-180℃。
3.根据权利要求1所述的一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述的纳米氧化锌分散液B中，纳米氧化锌通过水热法制备。
4.根据权利要求1所述的一种表面具有球状氧化锌的改性涤纶织物的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述的烘干过程中，烘干温度为60-100℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010585324.1A CN111733591B (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010585324.1A CN111733591B (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111733591A CN111733591A (zh) | 2020-10-02 |
| CN111733591B true CN111733591B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=72650850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010585324.1A Active CN111733591B (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111733591B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114381955B (zh) * | 2022-01-12 | 2024-06-21 | 武汉纺织大学 | 涤纶纺织品的无机颜料染色方法 |
| CN114438773B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-01-24 | 北京理工大学 | 一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法 |
| CN115434140B (zh) * | 2022-10-20 | 2023-10-27 | 南京航空航天大学 | 一种植物纤维表面的改性方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090017303A1 (en) * | 2007-06-12 | 2009-01-15 | Fas Alliances, Inc. | Zinc oxide having enhanced photocatalytic activity |
| WO2011149148A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Hexagonal crystal structure and light-emitting diode using the same |
| KR101415636B1 (ko) * | 2011-10-26 | 2014-07-09 | 인하대학교 산학협력단 | 산화아연-셀룰로오스 나노 복합재 및 이의 제조 방법 |
| CN103991896A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-08-20 | 西北大学 | 一种球形氧化锌纳米材料的制备方法 |
| CN108560259B (zh) * | 2018-04-18 | 2021-09-10 | 上海工程技术大学 | 一种提高纳米ZnO在改性涤纶织物上结合牢度的方法 |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010585324.1A patent/CN111733591B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111733591A (zh) | 2020-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111733591B (zh) | 一种控制球状氧化锌在改性涤纶织物上生长的方法 | |
| CN102277723B (zh) | 一种在涤纶织物表面制备纳米二氧化钛薄膜的方法 | |
| CN110217850B (zh) | 一种光催化降解水体中抗生素的方法 | |
| CN110756215B (zh) | 一种CoP-HCCN复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108560259B (zh) | 一种提高纳米ZnO在改性涤纶织物上结合牢度的方法 | |
| CN109772402B (zh) | 类芬顿反应催化剂、制备方法、降解有机污水的方法及其应用 | |
| CN108325555A (zh) | 氮自掺杂石墨化氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111847394B (zh) | 一种纳米过氧化钙的制备方法及其应用 | |
| Pei et al. | A one-pot hydrothermal synthesis of Eu/BiVO4 enhanced visible-light-driven photocatalyst for degradation of tetracycline | |
| KR20220037109A (ko) | 광촉매용 질소 도핑된 이산화티타늄 나노튜브/카본 나이트라이드의 복합체 제조방법 | |
| CN113398974A (zh) | 一种Fe掺杂g-C3N4光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113262799B (zh) | 一种FeOOH包覆Mn3O4复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114100693A (zh) | 一种纳米CuO/Cu2O-棉织物复合材料及其制备方法、应用 | |
| CN112934249B (zh) | 一种磷掺杂石墨氮化碳/四氧化三铁复合材料的制备及应用 | |
| CN111346675B (zh) | 一种酸敏控制型PAA@Ag/AgCl/CN复合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN111659468B (zh) | 一种MoS2/缺陷型MIL-101(Fe)的复合催化剂、制备方法及应用 | |
| CN113415821A (zh) | 一种中空ZnxCd1-xS固溶体纳米球的制备方法及其应用 | |
| CN111013565B (zh) | 一种镱铒掺杂的钛白粉/凹凸棒石纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN110787787B (zh) | 一种光催化效果性能好的纳米氧化锌的制备方法 | |
| CN113600215A (zh) | 多孔花球Ni5P4捕获g-C3N4 QDs复合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN113058606A (zh) | 一种富氧空位NaFeSi2O6光催化剂的制备与光还原Cr(VI)的方法 | |
| CN112808287A (zh) | 一种磁性核壳型碳酸氧铋/海泡石复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN110205798B (zh) | 一种基于仿生矿化过程的超亲水纤维及其制备方法 | |
| CN108906014A (zh) | 一种耐高温可见光响应型光催化剂及其制备方法 | |
| Peng et al. | PREPARATION AND PHOTOCATALYTIC ACTIVITY OF SILVER PHOSPHATE MODIFIED BY NANO-SILVER METAL. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |