一種在滌綸織物上負(fù)載二氧化鈦納米線(xiàn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在滌綸織物上負(fù)載二氧化鈦納米線(xiàn)的方法，可用于制備抗菌及自清潔織物，所得產(chǎn)物亦可用于污水的過(guò)濾和降解，屬于醫(yī)療環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化鈦，化學(xué)式Ti02，是一種多晶型的寬禁帶半導(dǎo)體材料，在光解水、光催化氧化、光催化還原、光催化合成有機(jī)物、光催化降解有機(jī)物、滅菌、太陽(yáng)能電池、自清潔、氣體傳感器及濕度傳感器等方面表現(xiàn)出的性能引人注目，具有重要的應(yīng)用前景。目前Ti02粉體生產(chǎn)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，但是Ti02粉體存在著應(yīng)用方面的缺點(diǎn)，例如:由于納米Ti02顆粒較細(xì)微，在水溶液中易于凝聚、不易沉降且難以回收，不僅不利于產(chǎn)品的再生和再利用，還會(huì)導(dǎo)致水體的二次污染。因此，近年來(lái)人們逐漸傾向于制備具有高催化活性的納米Ti02薄膜。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在銅網(wǎng)、玻璃、金屬片等無(wú)機(jī)基底上制備納米Ti02薄膜。聚合物等柔性基底上Ti02薄膜的生長(zhǎng)，能進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。以聚合物為基底沉積生長(zhǎng)Ti02還可以改善聚合物的一些性能，例如，親水性、抗菌性和耐紫外性能等。
[0003]將Ti02和紡織材料相結(jié)合，可以制造出具有耐紫外性能，抗菌性能和自清潔性能的多功能性紡織品。此外，由于紡織物的孔隙可調(diào)，還可用于污水過(guò)濾和降解。目前，利用Ti02對(duì)人造纖維進(jìn)行功能化改性的方法主要有兩種:一是將Ti02納米粒子分散在紡絲液中，直接紡絲成型；二是通過(guò)偶聯(lián)劑或其他電荷整理劑、助劑將Ti02納米粒子漿料涂覆在纖維表面成膜或者制備Ti02納米粒子分散液通過(guò)浸乳的方法在纖維表面成膜。例如，專(zhuān)利CN101718035A公布了以丙烯酸鈉和乙醇為溶劑制備Ti02納米粒子分散液，再在滌綸非織造布上浸乳后得到具有自潔功能的滌綸織物。第一種方法的缺點(diǎn)是Ti02納米粒子幾乎都被包埋在纖維中，纖維表面暴露的Ti02納米粒子少，從而對(duì)纖維本身的功能化改性效果不大。第二種方法的缺點(diǎn)是經(jīng)處理后的纖維表面的Ti02膜與纖維的結(jié)合牢度不佳，并且表面的膜是Ti02納米粒子膜，粒度不均，分布不勻，光催化活性不如具有一維納米結(jié)構(gòu)的Ti02膜，如均勻的Ti02納米線(xiàn)陣列薄膜和Ti02納米花陣列薄膜等。
[0004]相比負(fù)載Ti02納米粒子，織物上負(fù)載Ti02納米線(xiàn)陣列能夠極大提升織物的自清潔功能和抗菌性能。目前，在滌綸織物上負(fù)載一維Ti02納米線(xiàn)陣列尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在滌綸織物上負(fù)載Ti02納米線(xiàn)的方法。相比于現(xiàn)有的滌綸與Ti02復(fù)合制備功能性織物的技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)能夠大幅度提升織物的自清潔性能(光催化性能)和抗菌性能。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種在滌纟侖織物上負(fù)載Ti02納米線(xiàn)的方法，包括如下步驟:
[0008](1)滌綸織物表面粗糙化處理:將滌綸織物先依次采用丙酮、乙醇和水清洗并烘干，將乙二胺、氫氧化鈉、促進(jìn)劑1631加入去離子水中配置成堿胺水溶液，將上述滌綸織物按1:30?1:50的浴比浸沒(méi)在堿胺水溶液中，在55?75°C下反應(yīng)20min，取出后清洗并干燥；
[0009](2)配置鈦溶膠:在0?10°C下，將鈦酸四丁酯、去離子水、硝酸、乙醇混合攪拌10?30min，配置成鈦溶膠;將經(jīng)(1)處理的滌綸織物浸沒(méi)在鈦溶膠中6?36h，之后以10?360mm/min的提拉速率將滌綸織物取出，在60?80°C干燥12?36h;
[0010](3)將經(jīng)(2)處理的滌綸織物浸沒(méi)在0.1?0.2M的鹽酸溶液中，在60?80°C下反應(yīng)24?36h，取出后干燥；
[0011](4)配置二氧化鈦納米線(xiàn)生長(zhǎng)液:在質(zhì)量濃度為20?30%的雙氧水溶液中加入硝酸和三聚氰胺獲得生長(zhǎng)液，生長(zhǎng)液中硝酸的濃度為0.31M，三聚氰胺的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06?0.1%;加入過(guò)量的鈦源，然后將滌綸織物浸沒(méi)于其中反應(yīng)24?72h，取出后清洗，干燥;所述的鈦源通常為海綿鈦或鈦粉或鈦片;所述的過(guò)量是指鈦源的用量相對(duì)于溶液中雙氧水而言是過(guò)量的；
[0012](5)硫酸處理:將經(jīng)(4)處理的滌綸織物浸沒(méi)在pH值為1.5?3.5的硫酸溶液中，在60?80°C下反應(yīng)48?144h，取出后清洗干燥，在滌綸織物上負(fù)載完成二氧化鈦納米線(xiàn)，得到滌綸/Ti02復(fù)合織物。
[0013]上述技術(shù)方案中，步驟(1)中所述的堿胺水溶液中乙二胺、氫氧化鈉、促進(jìn)劑1631的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比優(yōu)選為2:28:0.08。
[0014]步驟(2)中所述的鈦酸四丁酯、去離子水、硝酸、乙醇的摩爾比優(yōu)選為1:1: 0.1:
9.25ο
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了Ti02—維納米結(jié)構(gòu)(納米線(xiàn))和高分子基底滌綸織物的復(fù)合，賦予了滌綸織物更好的自清潔性能和抗菌性能，同時(shí)其優(yōu)越的光催化性能使得所制備的滌綸/Ti02復(fù)合織物在污水的過(guò)濾和降解、大氣污染治理領(lǐng)域有重大的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1制備的負(fù)載有二氧化鈦納米線(xiàn)的滌綸織物表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。
[0018]圖2為實(shí)施例2制備的負(fù)載有二氧化鈦納米線(xiàn)的滌綸織物表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。
[0019]圖3為實(shí)施例3制備的負(fù)載有二氧化鈦納米線(xiàn)的滌綸織物表面的XRD圖譜。
[0020]圖4為實(shí)施例4制備的負(fù)載有二氧化鈦納米線(xiàn)的滌綸織物表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于下述實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1
[0023](1)選取規(guī)格為7OTX 120 D的滌綸織物為試樣，取尺寸5 X 5cm2的試樣分別經(jīng)丙酮洗1次，乙醇洗3次和去離子水洗3次，干燥。
[0024](2)將乙二胺:氫氧化鈉:促進(jìn)劑1631按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)比2: 28:0.08加入去離子水中配置堿胺水溶液，將經(jīng)過(guò)清洗干燥的滌綸織物按1:30浴比浸沒(méi)在堿胺水溶液中在65°C下反應(yīng)20min，水洗，干燥。
[0025](3)在4°C下，將鈦酸四丁酯:去離子水:硝酸:乙醇按摩爾比1:1:0.1:9.25攪拌lOmin，配置鈦溶膠，將經(jīng)過(guò)上述處理后的試樣浸沒(méi)在此鈦溶膠中24h，然后以50mm/min速率提拉取出，在80°C下干燥24h。
[0026](4)將經(jīng)過(guò)上述處理后的試樣浸沒(méi)在0.15M鹽酸溶液中在70°C下反應(yīng)24h，后干燥。
[0027](5)配置二氧化鈦納米線(xiàn)的生長(zhǎng)液:在質(zhì)量濃度為30%的雙氧水溶液中加入硝酸和三聚氰胺，生長(zhǎng)液中硝酸的濃度是0.31