一种硅保护原位沉积光催化功能织物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅保护原位沉积光催化功能织物的制备方法，包括：(1)配置硅保护抗氧化整理液，然后用硅保护抗氧化整理液处理织物，得处理后的织物；(2)在惰性环境下，将硝酸铋与乙二胺四乙酸二钠分别加入碱性缓冲液中，滴加润湿剂，得溶液A；在惰性环境下，将偏钒酸钠加入到碱性缓冲液中，加入氢氧化钠溶液和去离子水，得到溶液B；(3)将溶液B加入溶液A中，得到光催化前驱体溶液；(4)将步骤(1)得到的处理后的织物浸渍到上述光催化前驱体溶液中反应，烘干后在沸水中处理，即得。本发明专利技术的制备方法简单、成本低，不增加新设备，易于工业化生产；本发明专利技术的柔性光催化环境净化材料有机污染物降解效果好，无二次污染，可长期使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化环境净化功能织物的制备领域，特别是涉及。
技术介绍
水环境问题是自古以来一直影响着人类社会经济进步和可持续发展的关键问题。 曾有人预测，在能源危机之后，人类将面临的最大自然危机就是水资源危机，而且其危害性更甚于能源危机，难以解决。水环境的恶化、水资源的短缺，已成为世界各国关注的焦点。在未来50年，全世界至少有1/4的人口将面临水资源短缺，至2050年，世界上生活在缺水状态的人口数将可能增至20亿。水环境的治理已成为人类刻不容缓的课题了。中国水资源总量居世界第6位，而人均水资源占有量仅为世界人均的四分之一， 居世界第88位，据此联合国把中国列为12个水资源紧缺的国家之一。随着染料生产和纺织印染工业的迅速发展，染料废水对水环境的危害日益加重。目前我国年产染料超过90万吨，居世界首位，占世界总产量的45%。而在染料的生产过程中，每产出1吨染料至少有2% 会随废水流失，而在印染过程中染料损失量则达到10% 15%。由于染料品种繁多，生产工艺和染色工艺各不相同，产生的废水量及其组分也千差万别，但水质特征均表现为高浓度、高色度、高COD值和高BOD值，所以其治理技术一直是废水处理的难点。目前，国内外常用于染料废水处理的方法主要有生物处理法、化学絮凝法、化学氧化法、吸附法和电化学法等；而近年来也有一些新型废水处理技术研究较为活跃，如超临界水氧化技术、低温等离子体化学技术、超声波技术、萃取技术、光催化技术和fenton氧化技术等。但以上方法存在制造工艺复杂、成本较高且不能再生使用等缺陷，而且不利于回收，影响可持续发展。鉴于柔性基材(纤维材料)作为载体具有表面积大、易加工成型、易富集污染物和稀释分解产物特殊性能，将光催化剂负载到柔性基材上制备柔性污水净化材料能有效的提高污水处理的能力，且成本低廉。目前制备方法主要有浸轧法和涂层法。然而这两种方法存在着光催化剂被粘合剂包覆，团聚严重、催化效率低、柔性基材易光氧化降解等问题。又由于柔性基材不耐高温，限制了光催化剂沉积在柔性基材上进行晶型转换方法的使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法简单、成本低，无二次污染，易于工业化生产；所得的柔性空气净化材料有机污染物降解效果好，且有效的防止了 Bi系光催化剂对纤维织物的损伤问题。本专利技术的，包括(1)将400 600ml无水乙醇、0. 5 2. 5ml氨水、200 400ml去离子水和100 200ml丙酮均勻混合，随后逐滴加入10 30ml硅烷，得到硅保护抗氧化整理液；然后将织物浸渍于上述硅保护抗氧化整理溶液中，在200 300rpm、室温下持续搅拌4 他后取出，用去离子水和乙醇淋洗，在80 100°C烘干，得处理后的织物；(2)在惰性环境下，取摩尔比为1 2的硝酸铋与乙二胺四乙酸二钠分别加入碱性缓冲液中，并滴加润湿剂，200 300rpm搅拌20 30min，得溶液A ；在惰性环境下，将与溶液A中硝酸铋相同摩尔数的偏钒酸钠加入到碱性缓冲液中，200 300rpm搅拌5 lOmin，并在搅拌过程中依次逐滴加入氢氧化钠溶液和去离子水，得到溶液B;(3) LOC整理液的制备将上述溶液B逐滴加入至上述溶液A中，控制转移速率为1 1. 5ml/min，均勻混合形成整理液LOC，从室温升至80 95°C，控制升温速率在2 ;TC /min,得到光催化前驱体溶液(LOC整理液)；(4)织物表面原位沉积和光催化功能织物的后处理将上述处理后的织物浸渍到上述光催化前驱体溶液中反应8 12h，然后于65 70°C烘干；再在90 100°C沸水中处理1 2h，去除在织物表面的冗余吸附颗粒，最后经 40 50°C烘干，得到光催化功能织物。步骤(1)中所述的硅烷为硅酸钠、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷或正硅酸乙酯。步骤(1)中所述的织物为非织造布、机织布或针织布。上述织物的纤维为棉纤维、聚酰亚胺纤维、活性炭纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、竹纤维、玻璃纤维、粘胶纤维、蚕丝纤维、麻纤维、羊毛纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、锦纶纤维中的一种或两种混纺纤维。步骤O)中所述的惰性环境为氮气或氩气保护环境。步骤O)中所述的碱性缓冲液为体积比为3 2的0. 2mol/L磷酸氢二钠和 0. 2mol/L磷酸二氢钠的混合溶液、体积比为3 2的O. 2mol/L磷酸氢二钠和0. lmol/L柠檬酸的混合溶液或体积比为3 2的0. 2mol/L氢氧化钠和0. 2mol/L磷酸二氢钾的混合溶液。步骤⑵中所述的润湿剂为JFC(脂肪醇聚氧乙烯醚)、吐温或曲拉通(Triton X-100)，用量为owf 2% 6%。步骤O)中所述的氢氧化钠浓度为0. 5 2mol/L。步骤⑵溶液A中碱性缓冲液与步骤(1)中所用织物的比例为40 60mL Ig ； 溶液B中碱性缓冲液、氢氧化钠溶液和去离子与步骤(1)中所用织物的比例分别为40 6OmL lg、5 15ml Ig 禾口 5 15ml lg。本专利技术将硅保护剂均勻生长在纤维织物表面，达到抗光氧化的作用，有效阻止了半导体光催化剂带来的强氧化效果，同时赋予织物柔软效果，并在纤维织物上低温原位沉积半导体纳米粒子，既解决了光催化剂在空气净化时的粉尘污染问题，又能避免光催化剂在柔性基材上团聚效率下降的问题；柔性光催化环境净化材料表面的光触媒薄膜具有高亲水性，具有强大的氧化能力，可氧化掉表面的污染物，保持自身清洁，同时兼有抗菌效果，对有害微生物进行有效的杀灭。柔性材料在可见光下能通过光催化降解染料废水或有毒气体，并将其变为无毒无害的物质，本专利技术的柔性光催化环境净化材料有机污染物降解效果好，无二次污染，可长期使用。本专利技术制备的空气净化材料可应用于印染废水回用、企业污水排放处理、空气污染净化等环境治理领域，具有广阔的应用前景和市场前景。本专利技术直接通过在织物上整理抗光氧化保护层，然后在织物上原位沉积光催化剂，在低温水浴中实现光催化剂晶型的转换，制备硅保护原位沉积光催化柔性功能材料。有益效果(1)本专利技术的制备方法简单、成本低，不增加新设备，易于工业化生产；(2)本专利技术的纤维原料来源广，易加工成各种形状，使用方便；(3)本专利技术的柔性光催化环境净化材料有机污染物降解效果好，无二次污染，可长期使用。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)抗氧化整理液的制备将500ml无水乙醇，0. 5ml氨水，200ml蒸馏水和IOOml丙酮均勻混合，随后逐滴加入20ml正硅酸乙酯，配置成仿生保护抗氧化整理液；(2)羊毛织物抗光氧化保护整理将羊毛织物(Ig)浸渍于仿生保护抗氧化整理溶液中，200rpm在室温下持续搅拌 4h后取出，用去离子水和乙醇淋洗，在100°C烘干；(3)溶液A的配制在氩气环境下，取0. 005mol硝酸铋与0. OlOmol乙二胺四乙酸二钠分别加入50ml 磷酸缓冲溶液中，并滴加相对织物重2 %的润湿剂吐温80，200rpm搅拌30min ；(4)溶液B的配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何瑾馨，王振华，刘保江，李浩，瞿建刚，陆洋，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：