一种光催化降解偶氮染料的棉织物及其制备方法技术

本发明专利技术属于棉织物技术领域，公开了一种光催化降解偶氮染料的棉织物及其制备方法，本发明专利技术通过将除去表面的油脂和蜡质棉织物浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中反应，使棉织物表面形成羟基基团，然后再浸入到含多金属氧酸盐的有机水溶液中处理，让多金属氧酸盐中的金属离子能与绵织物表面的羧基进行桥联或螯合并嫁接到棉织物上，使棉织物具备了显著的光催化降解偶氮染料效果，同时能循环使用。本发明专利技术制备方法得到的光催化降解偶氮染料棉织物的降解率在一定条件下能达到95％以上。

A photocatalytic degradation of azo dyes on cotton fabric and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种光催化降解偶氮染料的棉织物及其制备方法
本专利技术涉及棉织物
，尤其是一种光催化降解偶氮染料的棉织物及其制备方法。
技术介绍
在污染物中，染料被归类为最严重的水污染物。在合成染料的生产和使用过程中，会产生大量的废水。偶氮染料由于其水洗牢度较好，价格十分便宜且染色也十分简单，故在纺织、皮革、纸张、制药、油漆、化妆品的着色和印刷行业得到广泛应用。然而对偶氮染料产生的废水进行处理却成了一个大问题，由于它们的毒性和潜在的致癌性，这些处理工艺严重污染了环境，在目前传统的工业废水的处理中，物理法处理诸如吸附、絮凝、电离和膜过滤只能将染料从一个相转移到另一个相，产生大量的固体废物，而生物法处理还不能充分去除具有强烈颜色的纺织染料，因此如何降解偶氮染料成为当今研究的热潮。由于多金属氧酸盐结构的多样性和自身优良的物理化学特性，常被用作基本构筑模块去构建功能性材料，在光催化领域有潜在的应用。目前研究的方向是将多酸与纺丝液有机结合，通过静电纺丝，多酸能够均匀铺于纳米复合纤维上，使该纳米膜具有光催化降解偶氮染料的作用。但该方法操作复杂，对环境的要求极高，成本高且使用寿命较低，不符合目前国家所提出的节能减排的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光催化降解偶氮染料的棉织物及其制备方法，本专利技术制备方法制备的新型光催化降解偶氮染料的棉织物能有效地进行光催化降解偶氮染料，且能循环使用。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光催化降解偶氮染料的棉织物的制备方法，包括以下步骤：1)将棉织物用有机溶剂除去表面的油脂和蜡质，然后水洗，晾干；2)将经步骤1)处理得到的棉织物以浴比1:30～100常温浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中5～20min，取出后去除多余水分，控制其带液率为75～100％，预烘后烘焙；3)将饱和钨系Keggin型多酸化合物加入含有醇类有机溶剂和水的混合溶液，在60～80℃温度条件下搅拌4～10h得反应溶液；4)将经步骤2)处理得到的棉织物浸在所述反应溶液中5-20min，取出并进行预烘和焙烘处理；5)重复步骤4)3～6次，将得到的棉织物进行水洗、烘干，得到光催化降解偶氮染料的棉织物。优选的，步骤1)中所述的有机溶剂为乙醚。优选的，步骤2)中，所述羧酸化合物为柠檬酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸，所述羧酸化合物的用量为3～15％o.w.f；所述催化剂为磷酸二氢钠或次磷酸钠，所述催化剂的用量为2～10％o.w.f。优选的，步骤2)中所述预烘的温度为80～100℃，所述预烘的时间为5～10min；所述焙烘的温度为140～200℃，所述焙烘的时间为30～240s。优选的，步骤3)中所述含有醇类有机溶剂和水的混合溶液中醇类有机溶剂与水的质量比为1:2～5，所述醇类有机溶剂为丁醇或乙醇。优选的，步骤3)中所述饱和钨系Keggin型多酸化合物为多钨酸盐衍生物H5FeW12O40或多钨酸盐衍生物K5CuPw11O39。优选的，步骤3)中所述饱和钨系Keggin型多酸化合物的用量为5～10％o.w.f。优选的，步骤3)中所述含有醇类有机溶剂和水的混合溶液中还含有均苯三甲酸和硝酸铜。优选的，步骤4)中所述的预烘温度为30～60℃，预烘时间为1～3h，焙烘温度为100～120℃，焙烘时间为1～3h。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的光催化降解偶氮染料的棉织物。与现有技术相比，本专利技术先用羧酸对棉织物进行改性使得棉布表面含有羧基基团，然后再将表面含有羧基基团的棉织物浸入含饱和钨系Keggin型多酸化合物的溶液中与其进行反应，让饱和钨系Keggin型多酸化合物嫁接到棉织物上，使其光催化降解偶氮染料的效果更为显著。由于饱和钨系Keggin型多酸化合物的金属钨离子能与绵织物表面的羧基进行桥联或螯合，这样两者之间的结合更加紧密，故本专利技术方法制备的棉织物循环运用于光催化降解偶氮染料的效果更好，使用寿命也得到了延长。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术提供了一种光催化降解偶氮染料的棉织物的制备方法，包括以下步骤：1)将棉织物用有机溶剂除去表面的油脂和蜡质，然后水洗，晾干；2)将经步骤1)处理得到的棉织物以浴比1:30～100常温浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中5～20min，取出后去除多余水分，控制其带液率为75～100％，预烘后烘焙；3)将饱和钨系Keggin型多酸化合物加入含有醇类有机溶剂和水的混合溶液，在60～80℃温度条件下搅拌4～10h得反应溶液；4)将经步骤2)处理得到的棉织物浸在所述反应溶液中5-20min，取出并进行预烘和焙烘处理；5)重复步骤4)3～6次，将得到的棉织物进行水洗、烘干，得到光催化降解偶氮染料的棉织物。本专利技术首先将棉织物用有机溶剂除去棉织物表面的油脂和蜡质，然后水洗，晾干。在本专利技术中，有机溶剂优选为乙醚。除去表面的油脂和蜡质棉织物后，将棉织物以浴比1:30～100常温浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中5～20min，取出后去除多余水分，控制其带液率为75～100％，预烘后烘焙。本专利技术中预烘的温度优选为80～100℃，预烘的时间优选为5～10min；焙烘的温度优选为140～200℃，焙烘的优选时间为30～240s。本专利技术中羧酸化合物优选采用柠檬酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸，其用量优选为3～15％(o.w.f)，更优选为10～15％(o.w.f)；催化剂优选采用磷酸二氢钠或次磷酸钠，其用量优选为2～10％(o.w.f)，更优选为5～10％(o.w.f)；本专利技术通过将棉织物浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中反应，目的对棉织物进行改性，使棉织物表面含有羧基基团。然后，将饱和钨系Keggin型多酸化合物加入含有醇类有机溶剂和水的混合溶液，在60～80℃温度条件下搅拌4～10h得反应溶液；在本专利技术中，醇类有机溶剂与水的质量比优选为1:2～5，其中，醇类有机溶剂优选为丁醇或乙醇；所述饱和钨系Keggin型多酸化合物的用量优选为5～10％(o.w.f)，更优选为10％(o.w.f)；所述的搅拌温度优选为60～80℃，搅拌时间优选为4～10h，本专利技术中饱和钨系Keggin型多酸化合物优选采用多钨酸盐衍生物H5FeW12O40或多钨酸盐衍生物K5CuPw11O39。为了达到更好的效果，含有醇类有机溶剂和水的混合溶液中还可以加入均苯三甲酸和硝酸铜，均苯三甲酸和硝酸铜可以使饱和钨系Keggin型多酸化合物形成MOF结构，使结构更加稳定，从而取得更好的处理效果。。得到反应溶液后，将表面含有羧基基团的绵织物浸在反应溶液中，取出并进行预烘和焙烘处理；在此过程中，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化降解偶氮染料的棉织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将棉织物用有机溶剂除去表面的油脂和蜡质，然后水洗，晾干；/n2)将经步骤1)处理得到的棉织物以浴比1:30～100常温浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中5～20min，取出后去除多余水分，控制其带液率为75～100％，预烘后烘焙；/n3)将饱和钨系Keggin型多酸化合物加入含有醇类有机溶剂和水的混合溶液中，在60～80℃温度条件下搅拌4～10h得反应溶液；/n4)将经步骤2)处理得到的棉织物浸在所述反应溶液中5-20min，取出并进行预烘和焙烘处理；/n5)重复步骤4)3～6次，将得到的棉织物进行水洗、烘干，得到光催化降解偶氮染料的棉织物。/n

【技术特征摘要】
1.一种光催化降解偶氮染料的棉织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将棉织物用有机溶剂除去表面的油脂和蜡质，然后水洗，晾干；
2)将经步骤1)处理得到的棉织物以浴比1:30～100常温浸渍在含有羧酸化合物和催化剂的混合溶液中5～20min，取出后去除多余水分，控制其带液率为75～100％，预烘后烘焙；
3)将饱和钨系Keggin型多酸化合物加入含有醇类有机溶剂和水的混合溶液中，在60～80℃温度条件下搅拌4～10h得反应溶液；
4)将经步骤2)处理得到的棉织物浸在所述反应溶液中5-20min，取出并进行预烘和焙烘处理；
5)重复步骤4)3～6次，将得到的棉织物进行水洗、烘干，得到光催化降解偶氮染料的棉织物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的有机溶剂为乙醚。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述羧酸化合物为柠檬酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸，所述羧酸化合物的用量为3～15％o.w.f；所述催化剂为磷酸二氢钠或次磷酸钠，所述催化剂的用量为2～10％o.w.f。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆辉，郁佳，俞冰雁，倪桑，张毓，王伟，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32