光催化剂负载方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及化工和催化技术领域，具体为一种基于浸染工艺的纳米Ti〇2光催化剂 负载方法。
【背景技术】
[0002] 纳米Ti化光催化剂具有催化效率高、化学和热稳定性好、反应条件溫和W及无味 无毒等优点，在可见光或紫外线的福射条件下能够产生高氧化性的氨氧自由基，能够催化 降解气或水相的很多污染物。因此，20世纪80年代W来纳米Ti化光催化剂越来越多地被 应用于环境污染物的控制过程中。随着我国人民居住和办公场所的装修水平水准逐步提 高，新兴建筑和装饰材料被广泛使用，导致了普遍性的室内空气污染问题，严重影响人民身 体健康。室内空气主要污染物包括甲醒、氨气和挥发性有机物，其中W甲醒的污染最为普遍 和突出，有引发多种癌症的风险。
[0003] 将纳米Ti化光催化剂与纤维结合制备空气净化纺织品能够使甲醒等污染物降解 为水和二氧化碳，发展潜力巨大，在不远的将来会广泛的应用于家居、办公和公共场所。目 前制备纳米Ti化负载织物的技术包括两种，其中纺丝法是将纳米Ti〇2粒子与纺丝液混合纺 丝制成纳米Ti〇2复合纤维，然后织造Ti〇2复合织物。其优点是织物具有持久净化甲醒功能， 但是工艺复杂且成本高，部分纳米Ti〇2粒子在纤维表面被覆盖，影响净化功能。后整理法是 首先制备纳米Ti化水溶胶或分散液，然后使用浸社法或涂层法对织物进行后整理得到纳米 Ti〇2复合织物，具有工艺相对简单且成本较低，但是织物净化功能持久性差。而本发明的浸 染方法可W使纳米Ti〇2粒子如同分散染料一样被牢固地附着于涂绝纤维表层，不仅具有工 艺简单且成本低的优点，而且加工织物可抵抗高溫水洗等处理，具有持久性的净化功能。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供用于纳米Ti化光催化剂 负载于涂绝纤维材料的浸染方法如下： 阳0化]1.纳米Ti化水分散液的制备：将规定重量的纳米TiO2粉末加入一定重量的蒸馈 水中，然后高速揽拌30分钟使之均匀分散并形成稳定的半透明纳米Ti化水分散液；
[0006] 2.涂绝纤维材料的预处理：在50°C和揽拌条件下，首先使用浓度为3. 0克/升的 非离子表面活性剂水溶液洗涂处理涂绝纤维材料20分钟后取出，然后再使用蒸馈水对其 进行水洗5次，最后将其在50°C下真空烘干即可；
[0007] 3.纳米Ti化的浸染法负载工艺：将经预处理的涂绝纤维材料放入装有纳米TiO2 水分散液的高溫高压染色机中，使涂绝纤维材料重量和纳米Ti化水分散液体积之比为 1 : 40克/毫升。从室溫开始W3°C/分钟的速度升至90°C，然后再W2°C/分钟的速度 升至130°C，并保溫30分钟。最后冷却至室溫后取出纳米Ti〇2负载涂绝纤维材料。
[0008] 4.后处理：将纳米Ti〇2负载涂绝纤维材料置于浓度为3.Og/L的非离子表面活性 剂水溶液中，并在50°C洗涂处理10分钟后取出，然后使用蒸馈水对其进行水洗5次，最后 将其在80°C烘干即可并按照下式计算涂绝纤维材料表面的纳米Ti化负载量（毫克/克）：Q= (1-W/W。）X1000,其中W和W。分别为负载前后涂绝纤维材料的重量（克）。
[0009] 该负载方法可使纳米Ti化粒子如同分散染料一样被牢固地附着于涂绝纤维表层， 不仅具有工艺简单且成本低的优点，而且加工织物可抵抗高溫水洗等处理，具有持久性的 光催化净化功能。本发明的负载方法环保、安全性高W及工业化推广容易。另外，本发明的 处理工艺方法还具有处理操作简单、处理时间较短和使用适应性好等特点。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明实施例1-4中经不同纳米Ti〇2粒子浓度负载的纳米TiO2负载涂绝 纤维材料的负载量比较。 W11] 图2为本发明实施例1-4中经不同纳米Ti〇2粒子浓度负载的纳米TiO2负载涂绝 纤维材料对染料的降解效果比较。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例及其附图进一步详细叙述本发明：
[0013] 本发明设计的一种用于纳米Ti化光催化剂负载于涂绝纤维材料的浸染方法是由 纳米Ti化水分散液的制备、涂绝纤维材料的预处理、纳米TiO2的浸染法负载工艺和后处理 等=个主要步骤构成。其中纳米Ti化粉末的粒径可W是2-100纳米，在纤维表面的负载量 在10-50毫克/克。涂绝纤维材料可W是短纤、长丝、纱线、机织物、针织物或无纺布等形式， 也可W是涂绝与其它纤维如棉、麻、丙绝和腊绝等的混纺纱或织物等材料。该方法也适用于 染色后的涂绝纤维材料，并且可W和涂绝纤维的分散染料染色同时进行，具有缩短工艺流 程，省人省力、节能节水和提高生产效率的优点。
[0014] 下面介绍本发明的具体实施例，但本发明权利要求不受运些具体实施例的限制。 阳〇1引 实施例1
[0016]1.纳米Ti化水分散液的制备：将1克的纳米TiO2粉末（粒径5纳米）加入到一 定重量（99克）的蒸馈水中，然后对其高速揽拌30分钟使之均匀分散并形成稳定的半透明 纳米Ti〇2水分散液；
[0017] 2.涂绝纤维材料的预处理：在5(TC和揽拌条件下，首先使用浓度为3. 0克/升的 非离子表面活性剂水溶液洗涂处理涂绝纤维材料20分钟后取出，然后再使用蒸馈水对其 进行水洗5次，最后将其在50°C下真空烘干即可；
[0018]3.纳米Ti〇2的浸染法负载工艺：将经预处理的涂绝纤维材料放入装有纳米TiO2 水分散液的高溫高压染色机中，使涂绝纤维材料重量和纳米Ti化水分散液体积之比为 1 : 40克/毫升。从室溫开始W3°C/分钟的速度升至90°C，然后再W2°C/分钟的速度 升至130°C，并保溫30分钟。最后冷却至室溫后取出纳米Ti〇2负载涂绝纤维材料；
[0019] 4.后处理：将纳米Ti〇2负载涂绝纤维材料置于浓度为3.Og/L的非离子表面活性 剂水溶液中，并在50°C洗涂处理10分钟后取出，然后使用蒸馈水对其进行水洗5次，最后将 其在80°C烘干并按照上式计算涂绝纤维材料的纳米Ti化负载量为10. 53毫克/克并列于 图1;
[0020] 5.光催化性能评价：
[0021] 首先配制50毫升活性红195浓度为0. 04摩尔/升的染料水溶液，然后添加0. 5克 的纳米Ti〇2负载涂绝纤维材料于其中，将上述混合物置于自行设计的光反应器内进行光催 化降解实验，其中福射光强度为紫外光（365nm) :457微瓦/厘米2,可见光（400-1000nm): 4987微瓦/厘米2)，使用可见光分光光度计每间隔一定时间测量一次其中染料浓度变化， 并计算其脱色率并列于图2。 阳0巧 实施例2 阳02引 1.纳米Ti〇2水分散液的