本发明专利技术公开了基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物，将纳米氧化锌颗粒包覆在BSA中间得到具有强结合牢度的BSA/ZnO/BSA改性棉织物，然后将上述BSA/ZnO/BSA改性棉织物浸泡在质量分数1‑5%的硬脂酸乙醇溶液中1‑12h，反应结束后，用去离子水反复清洗、真空干燥得到基于ZnO纳米颗粒的超疏水棉织物。改性后的棉织物具有超疏水、自清洁、抗菌、抗紫外和耐洗性能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物
本专利技术涉及一种基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物，属功能纳米材料和纺织材料领域。
技术介绍
超疏水（superhydrophobicity）现象是指水滴在固体表面的接触角超过150°的一种特殊的物理现象。研究表明，材料表面的微观粗糙结构和低表面能是引起超疏水现象的主要原因。因而制备超疏水材料有两类方法：一是在疏水材料表面构造微纳米结构；二是在具有分层结构的微纳米表面修饰低表面能物质（周思斯,管自生,李强,陆春华,许仲梓.Zn片经水热反应和氟硅烷修饰构建超疏水ZnO表面[J].物理化学学报,2009,25(08):1593-1598）。鉴于超疏水现象在防水、油/水分离、自清洁、抗结冰等领域具有很好的应用前景，超疏水材料的制备与应用引起了广大研究人员的关注。纳米氧化锌是一种重要的光电半导体材料，在室温下具有较宽的禁带宽度（3.37eV）和较大的激子束缚能。其具有许多优良的物理和化学性能，如较高的化学稳定性，无毒和非迁移性，低介电常数，光催化性能，荧光性，压电性，吸收和散射紫外线的能力等，因此纳米氧化锌在许多领域都具有重要的研究意义，并表现出诱人的应用前景。近年来纳米氧化锌已作为催化剂，气体传感器，半导体器件，压敏电阻，压电器件，场致发射显示器和紫外遮光材料等而被广泛应用。在纺织领域，纳米氧化锌可赋予棉织物超疏水、抑菌、除臭、自清洁、抗皱、紫外线屏蔽和光催化等功能。将纳米氧化锌与棉织物相结合可有效改善棉织物的固有缺陷，扩大棉织物的适用范围，提高棉织物的附加值。东华大学胡香玉采用化学浴沉积法，使纳米ZnO的制备与纳米ZnO在棉织物表面上的负载一步完成，然后用硬脂酸处理，制得超疏水棉织物。负载于织物上的纳米ZnO还可吸收和屏蔽紫外线，赋予织物抗紫外的功能（胡香玉.基于纳米氧化锌的超疏水抗紫外棉织物整理[D].东华大学,2013）。东北林业大学张明通过复合疏水性氧化锌与聚苯乙烯，于棉织物表面制备一种高强度超疏水性涂层，从而获得化学与机械稳定性优良的超疏水性材料（张明.超疏水性棉织物的合成与应用研究[D].东北林业大学,2014）。西北师范大学杨康采用简单可行的溶液浸泡种子生长法，在市购的纯棉棉布表面制备出花簇型棒状纳米氧化锌。经过低表面能物质修饰后，超亲水性的棉布转变为超疏水棉布。对此种棉布吸油性进行了探究，超疏水的棉布能吸附水面上的油渍，并能够将油水混合物分离（杨康.几种超疏水表面材料的制备及其性能研究[D].西北师范大学,2013）。但是目前纳米氧化锌对棉织物的改性主要是通过后整理法来实现。后整理法主要采用浸渍、浸轧、涂层或喷涂等方法将纳米材料整理到纤维上，并使之固着在纺织材料上的一种方法。后整理法具有工艺简单、可操作性强等优势。但加工过程中存在纳米材料易团聚，纳米材料在纤维和织物表面分布不均匀，纳米材料与纤维结合牢度低的问题（超支化聚合物纳米材料的制备及对纺织品的改性研究[D].苏州大学,2013）。
技术实现思路
本专利技术针对上述不足，提供一种基于ZnO纳米颗粒的超疏水棉织物。本专利技术通过下述技术方案予以实现：（1）将棉织物置于质量分数为10-18％的氢氧化钠溶液中，浴比1:50，70℃反应180min，用去离子水反复洗至中性，烘干后得到氢氧化钠改性棉；然后将上述氢氧化钠改性棉分散于乙醇中，浴比1:50，80℃氮气保护条件下冷凝回流60min，加入醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐，匀速搅拌60min后，加入偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰，继续搅拌反应1-12h，过滤后使用乙醇、去离子水反复清洗，真空烘干后得到阴离子化棉织物；所述醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐与氢氧化钠改性棉的质量比为1:1-1:3，所述偶氮二异庚腈的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%-0.5%，所述过氧化二苯甲酰的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%-0.5%；（2）将上述阴离子棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1-1%的牛血清白蛋白（BSA）溶液中60min，得到BSA改性棉织物；（3）配制0.1-1mol/L的硝酸锌溶液，然后逐滴加入0.1-1mol/L的氢氧化钠水溶液，所述氢氧化钠溶液和氯化锌溶液的体积比为1:1，超声混合均匀后，缓慢加入琥珀酸二异辛酯磺酸钠（AOT），所述AOT和氯化锌的质量比为1:1-2:1，超声1h，移至反应釜中180℃反应1-6h，用乙醇和去离子水反复清洗、离心、干燥处理后得到氧化锌纳米颗粒；将上述纳米氧化锌颗粒重新分散于去离子水中，得到质量分数0.1-1%的纳米氧化锌溶液，然后将上述BSA改性棉织物浸渍在纳米氧化锌溶液反应10-60min，得到ZnO/BSA改性棉织物；（4）将上述ZnO/BSA改性棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1-1%的BSA溶液中60min，用去离子水反复清洗、干燥处理得到BSA/ZnO/BSA改性棉织物；（5）将上述BSA/ZnO/BSA改性棉织物浸泡在质量分数1-5%的硬脂酸乙醇溶液中1-12h，反应结束后，用去离子水反复清洗、真空干燥得到基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：将纳米氧化锌颗粒包覆在BSA中间得到具有强结合牢度的BSA/ZnO/BSA改性棉织物，然后将上述BSA/ZnO/BSA改性棉织物浸泡在质量分数1-5%的硬脂酸乙醇溶液中1-12h，反应结束后，用去离子水反复清洗、真空干燥得到基于ZnO纳米颗粒的超疏水棉织物。改性后的棉织物具有超疏水、自清洁、抗菌、抗紫外和耐洗性能。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。实施例1：（1）将棉织物置于质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，浴比1:50，70℃反应180min，用去离子水反复洗至中性，烘干后得到氢氧化钠改性棉；然后将上述氢氧化钠改性棉分散于乙醇中，浴比1:50，80℃氮气保护条件下冷凝回流60min，加入醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐，匀速搅拌60min后，加入偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰，继续搅拌反应1h，过滤后使用乙醇、去离子水反复清洗，真空烘干后得到阴离子化棉织物；所述醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐与氢氧化钠改性棉的质量比为1:1，所述偶氮二异庚腈的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%，所述过氧化二苯甲酰的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%。（2）将上述阴离子棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1%的牛血清白蛋白（BSA）溶液中60min，得到BSA改性棉织物；（3）配制0.1mol/L的硝酸锌溶液，然后逐滴加入0.1mol/L的氢氧化钠水溶液，所述氢氧化钠溶液和氯化锌溶液的体积比为1:1，超声混合均匀后，缓慢加入琥珀酸二异辛酯磺酸钠（AOT），所述AOT和氯化锌的质量比为1:1，超声1h，移至反应釜中180℃反应1h，用乙醇和去离子水反复清洗、离心、干燥处理后得到氧化锌纳米颗粒；将上述纳米氧化锌颗粒重新分散于去离子水中，得到质量分数0.1%的纳米氧化锌溶液，然后将上述BSA改性棉织物浸渍在纳米氧化锌溶液反应10min，得到ZnO/BSA改性棉织物；（4）将上述ZnO/BSA改性棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1%的BSA溶液中60min，用去离子水反复清洗、干燥处理得到BSA/ZnO/BSA改性棉织物；（5）将上述BSA/ZnO/BSA改性棉织物浸泡在质量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将棉织物置于质量分数为10‑18％的氢氧化钠溶液中，浴比1:50，70℃反应180min，用去离子水反复洗至中性，烘干后得到氢氧化钠改性棉；然后将上述氢氧化钠改性棉分散于乙醇中，浴比1:50，80℃氮气保护条件下冷凝回流60min，加入醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐，匀速搅拌60min后，加入偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰，继续搅拌反应1‑12h，过滤后使用乙醇、去离子水反复清洗，真空烘干后得到阴离子化棉织物；所述醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐与氢氧化钠改性棉的质量比为1:1‑1:3，所述偶氮二异庚腈的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%‑0.5%，所述过氧化二苯甲酰的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%‑0.5%；（2）将上述阴离子棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1‑1%的牛血清白蛋白（BSA）溶液中60min，得到BSA改性棉织物；（3）配制0.1‑1mol/L的硝酸锌溶液，然后逐滴加入0.1‑1mol/L的氢氧化钠水溶液，所述氢氧化钠溶液和氯化锌溶液的体积比为1:1，超声混合均匀后，缓慢加入琥珀酸二异辛酯磺酸钠（AOT），所述AOT和氯化锌的质量比为1:1‑2:1，超声1h，移至反应釜中180℃反应1‑6h，用乙醇和去离子水反复清洗、离心、干燥处理后得到氧化锌纳米颗粒；将上述纳米氧化锌颗粒重新分散于去离子水中，得到质量分数0.1‑1%的纳米氧化锌溶液，然后将上述BSA改性棉织物浸渍在纳米氧化锌溶液反应10‑60min，得到ZnO/BSA改性棉织物；（4）将上述ZnO/BSA改性棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1‑1%的BSA溶液中60min，用去离子水反复清洗、干燥处理得到BSA/ZnO/BSA改性棉织物；（5）将上述BSA/ZnO/BSA改性棉织物浸泡在质量分数1‑5%的硬脂酸乙醇溶液中1‑12h，反应结束后，用去离子水反复清洗、真空干燥得到基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物。...
【技术特征摘要】
1.一种基于ZnO纳米颗粒的超疏水自清洁棉织物及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将棉织物置于质量分数为10-18％的氢氧化钠溶液中，浴比1:50，70℃反应180min，用去离子水反复洗至中性，烘干后得到氢氧化钠改性棉；然后将上述氢氧化钠改性棉分散于乙醇中，浴比1:50，80℃氮气保护条件下冷凝回流60min，加入醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐，匀速搅拌60min后，加入偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰，继续搅拌反应1-12h，过滤后使用乙醇、去离子水反复清洗，真空烘干后得到阴离子化棉织物；所述醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐与氢氧化钠改性棉的质量比为1:1-1:3，所述偶氮二异庚腈的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%-0.5%，所述过氧化二苯甲酰的质量为氢氧化钠改性棉的0.01%-0.5%；（2）将上述阴离子棉织物浸渍在60℃的质量分数0.1-1%的牛血清白蛋白（BSA）溶液中60min，得到BSA改性棉织物；（3）配制0.1-1mol/L的硝酸锌溶液，然后逐滴加入0.1...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱景，
申请(专利权)人：钱景，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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