一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液及染色方法技术

本发明专利技术涉及一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液及染色方法，该染液其溶剂为水且包含以下浓度的各原料：0.01‑0.1mol/L的强碱，0.001‑0.1mol/L的电子转移促进剂，0.01‑0.1mol/L靛蓝染料；该染色方法首先将染液在电解槽内完全还原，然后转移至染槽中并对纱线染色，染色过程中将一部分被氧化的染液回抽至电解槽中并再次进行还原，还原后再抽至染槽中对纱线染色，染色持续进行，染液间断的部分回抽还原并回用。有益效果为，使用二羟基蒽醌为电子转移促进剂，有效加快了电化学还原速率，提高电流效率；加入电子转移促进剂后，靛蓝能在较低浓度的碱液中进行还原，减少药品消耗，大大降低生产成本。

An indirect electrochemical reduction of indigo dye by single solute and dyeing method

The invention relates to an indirect electrochemical reduction indigo dyeing solution with a single solute and a dyeing method. The dyeing solution contains water as the solvent and contains the following raw materials: 0.01_0.1 mol/L strong base, 0.001_0.1 mol/L electron transfer promoter, 0.01_0.1 mol/L indigo dye; The dyeing method first completely returns the dye solution to the electrolytic cell. The original, then transferred to the dyeing tank and dyed the yarn. During the dyeing process, part of the oxidized dye solution was pumped back into the electrolytic tank and reduced again. After reduction, it was pumped back into the dyeing tank to dye the yarn. The dyeing continued, and the intermittent part of the dye solution was pumped back and reused. The beneficial effects are as follows: using Dihydroxyanthraquinone as electron transfer promoter can effectively accelerate the electrochemical reduction rate and improve the current efficiency; adding electron transfer promoter, indigo can be reduced in low concentration alkali solution, reduce drug consumption and greatly reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】
一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液及染色方法
本专利技术属于靛蓝染料的还原染色领域，具体涉及一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液及染色方法。
技术介绍
靛蓝是最古老的已知染料之一。由于蓝色牛仔裤的流行，染料的消耗量是巨大的，蓝色牛仔裤是用靛蓝染色的。靛蓝和其他还原染料的消耗量每年达到约3300万公斤。靛蓝可用于染色过程中，但需要还原成其水溶性隐色形式。其还原形式对纤维素纤维有很高的亲和力，因而易被吸收到纤维中，当其再次氧化回它的蓝色不溶形式时，则停留在纤维内。工业还原是用连二亚硫酸钠进行的，因为亚硫酸盐、硫酸盐和硫磺等副产品废物的形成造成了危害环境的问题。因此，商业靛蓝染色工艺替代连二亚硫酸钠的替代品的存在是有必要的。一种减少废物的方法是采用不同氧化还原介质的直接或间接电化学还原，间接电化学还原使用氧化还原活性铁的配合物来转移电极和染料分子之间的电子。但其不足之处在于其转移电极和染料分子间的电子的促进作用不明显，间接电化学还原靛蓝的效率不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种溶质间接电化学还原靛蓝的染液及染色方法，旨在解决现有技术中的电化学还原靛蓝染液中靛蓝与电极表面的电子转移效率低而导致的染色效率低、能耗高等不足。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液，其溶剂为水且包含以下浓度的各原料：0.01-0.1mol/L的强碱，0.001-0.1mol/L的电子转移促进剂，0.01-0.1mol/L靛蓝染料。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下进一步的具体选择。具体的，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。具体的，所述电子转移促进剂为1,8-二羟基蒽醌或2,6-二羟基蒽醌。本专利技术还提供了一种上述染液进行染色的方法，其包括如下步骤:将染液置于电解槽中，通过加热装置控制染液温度在40-60℃，电解槽内设有阴极和阳极，阳极和阴极与直流电源的正负极接通后，控制电流密度为0.08-2安培/平方分米，待染液完全还原后，通过第一抽压泵将染液抽至染槽中进行纱线染色，染色过程中每经过0.25-0.5h或监测到染液的氧化还原电位升高至预设值时，将已部分氧化的染液通过第二抽压泵回抽1/3到1/2体积至电解槽中并接通过直流电源让回抽至电解池内的染液完全还原，完全还原后，通过第一抽压泵再次抽至染槽中，如此循环进行，直至染色结束，整个染色过程持续1h以上。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下进一步的更优选择。最佳的，通过加热装置将染液温度控制在45-50℃。最佳的，接通直流电源后，电流密度控制在0.5-1安培/平方分米。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：使用1,8-二羟基蒽醌间或2,6-二羟基蒽醌为电子转移促进剂，在电化学还原靛蓝的过程中，能够有效促进靛蓝与电极表面的电子转移，加快电化学还原速率，提高电流效率；加入电子转移促进剂后，靛蓝能在较低浓度的碱液中进行还原，减少药品消耗，大大降低生产成本；同时，通过对染液氧化还原电位监控，能够有效保证染色质量。附图说明图1为与本专利技术提供的染色方法使用到的电化学染色装置的示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1.电解槽；2.加热装置；3.阳极；4.搅拌装置；5.直流电源；6.第一抽压泵；7.第二抽压泵；8.阴极；9.染槽；10.电位测定仪。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术提供的染色方法使用到的电化学染色装置的示意图如图1所示，其包括电解槽1、加热装置2、阳极3、搅拌装置4、直流电源5、第一抽压泵6、第二抽压泵7、阴极8、染槽9、电位测定仪10，阳极及阴极分设于电解槽1内的两侧且两者之间未使用离子交换膜隔开，电解槽1内还设加热装置和搅拌装置，电位测定仪设置于染槽中，染槽中还设有若干使纱线与染液接触的导纱辊。实施例1一种使用单溶质间接电化学还原靛蓝的染液进行染色的方法，其包括如下步骤：染液置于入电解槽中，染液中含有0.01mol/L氢氧化钠、0.02mol/L1,8-二羟基蒽醌和0.01mol/L靛蓝染料，阴极为20目铜网，阳极为20目不锈钢网，电解还原温度为60℃，电解电流密度为0.08安培/平方分米，等电解液完全还原成还原液，通过第一抽压泵将还原液导入染槽进行纱线染色，染色过程中，每隔20min，通过第二抽压泵将1/2体积的部分被氧化染液抽回至电解槽中，在电解槽中将该部分被氧化的还原液进行电化学还原，实现还原和染色间染液的循环，染色持续1h。染色完成后，测得电流效率为77.5％。实施例2一种使用单溶质间接电化学还原靛蓝的染液进行染色的方法，其包括如下步骤：染液置于入电解槽中，染液中含有0.1mol/L氢氧化钠，0.05mol/L2,6-二羟基蒽醌、0.03mol/L靛蓝染料，阴极为80目不锈钢网，阳极为80目镍网，电解还原温度为45℃，电解电流密度为0.5安培/平方分米，等电解液完全还原成还原液，通过第一抽压泵将还原液导入染槽进行纱线染色，染色过程中，每隔20min，通过第二抽压泵将1/2体积的部分被氧化染液抽回至电解槽中，在电解槽中将该部分被氧化的还原液进行电化学还原，实现还原和染色间染液的循环，染色持续1h。染色完成后，测得电流效率为82.1％。实施例3一种使用单溶质间接电化学还原靛蓝的染液进行染色的方法，其包括如下步骤：染液置于入电解槽中，染液中含有0.05mol/L氢氧化钠，0.002mol/L2,6-二羟基蒽醌、0.01mol/L靛蓝染料，阴极为不锈钢片，阳极为铜片，电解还原温度为40℃，电解电流密度为2安培/平方分米，等电解液完全还原成还原液，通过第一抽压泵将还原液导入染槽进行纱线染色，染色过程中，每隔20min，通过第二抽压泵将1/2体积的部分被氧化染液抽回至电解槽中，在电解槽中将该部分被氧化的还原液进行电化学还原，实现还原和染色间染液的循环，染色持续1h。染色完成后，测得电流效率为70.2％。实施例4一种使用单溶质间接电化学还原靛蓝的染液进行染色的方法，其包括如下步骤：染液置于入电解槽中，染液中含有0.1mol/L氢氧化钾，0.1mol/L1,8-二羟基蒽醌、0.1mol/L靛蓝染料，阴极为环形镍网，阳极为环形铜网，电解还原温度为50℃，电解电流密度为1安培/平方分米，等电解液完全还原成还原液，通过第一抽压泵将还原液导入染槽进行纱线染色，染色过程中，每隔20min，通过第二抽压泵将1/2体积的部分被氧化染液抽回至电解槽中，在电解槽中将该部分被氧化的还原液进行电化学还原，实现还原和染色间染液的循环，染色持续1h。染色完成后，测得电流效率为85.4％。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液，其特征在于，溶剂为水且包含以下浓度的各原料：0.01‑0.1mol/L的强碱，0.001‑0.1mol/L的电子转移促进剂，0.01‑0.1mol/L靛蓝染料。

【技术特征摘要】
1.一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液，其特征在于，溶剂为水且包含以下浓度的各原料：0.01-0.1mol/L的强碱，0.001-0.1mol/L的电子转移促进剂，0.01-0.1mol/L靛蓝染料。2.根据权利要求1所述的一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。3.根据权利要求1所述的一种单溶质间接电化学还原靛蓝的染液，其特征在于，所述电子转移促进剂为1,8-二羟基蒽醌或2,6-二羟基蒽醌。4.一种使用权利要求1至3任一项所述的单溶质间接电化学还原靛蓝的染液的染色方法，其特征在于，包括如下步骤:将染液置于电解槽中，通过加热装置控制染液温度在40-60℃，电解槽内设有阴极和阳极，阳极和阴极与直流电源的正负极接通后...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，谭晓冬，徐杰，易长海，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42