一種在滌綸織物上負載二氧化鈦納米線的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在滌綸織物上負載二氧化鈦納米線的方法，可用于制備抗菌及自清潔織物，所得產物亦可用于污水的過濾和降解，屬于醫療環保材料技術領域。
【背景技術】
[0002]二氧化鈦，化學式Ti02，是一種多晶型的寬禁帶半導體材料，在光解水、光催化氧化、光催化還原、光催化合成有機物、光催化降解有機物、滅菌、太陽能電池、自清潔、氣體傳感器及濕度傳感器等方面表現出的性能引人注目，具有重要的應用前景。目前Ti02粉體生產已經產業化，但是Ti02粉體存在著應用方面的缺點，例如:由于納米Ti02顆粒較細微，在水溶液中易于凝聚、不易沉降且難以回收，不僅不利于產品的再生和再利用，還會導致水體的二次污染。因此，近年來人們逐漸傾向于制備具有高催化活性的納米Ti02薄膜。目前，已經實現了在銅網、玻璃、金屬片等無機基底上制備納米Ti02薄膜。聚合物等柔性基底上Ti02薄膜的生長，能進一步擴大其應用領域。以聚合物為基底沉積生長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，還可用于污水過濾和降解。目前，利用Ti02對人造纖維進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；二是通過偶聯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浸乳的方法在纖維表面成膜。例如，專利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，從而對纖維本身的功能化改性效果不大。第二種方法的缺點是經處理后的纖維表面的Ti02膜與纖維的結合牢度不佳，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構的Ti02膜，如均勻的Ti02納米線陣列薄膜和Ti02納米花陣列薄膜等。
[0004]相比負載Ti02納米粒子，織物上負載Ti02納米線陣列能夠極大提升織物的自清潔功能和抗菌性能。目前，在滌綸織物上負載一維Ti02納米線陣列尚無文獻報道。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種在滌綸織物上負載Ti02納米線的方法。相比于現有的滌綸與Ti02復合制備功能性織物的技術，本發明技術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]本發明的具體技術方案如下:
[0007]—種在滌纟侖織物上負載Ti02納米線的方法，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的浴比浸沒在堿胺水溶液中，在55?75°C下反應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(1)處理的滌綸織物浸沒在鈦溶膠中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(2)處理的滌綸織物浸沒在0.1?0.2M的鹽酸溶液中，在60?80°C下反應24?36h，取出后干燥；
[0011](4)配置二氧化鈦納米線生長液:在質量濃度為20?30%的雙氧水溶液中加入硝酸和三聚氰胺獲得生長液，生長液中硝酸的濃度為0.31M，三聚氰胺的的質量分數為0.06?0.1%;加入過量的鈦源，然后將滌綸織物浸沒于其中反應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;所述的過量是指鈦源的用量相對于溶液中雙氧水而言是過量的；
[0012](5)硫酸處理:將經(4)處理的滌綸織物浸沒在pH值為1.5?3.5的硫酸溶液中，在60?80°C下反應48?144h，取出后清洗干燥，在滌綸織物上負載完成二氧化鈦納米線，得到滌綸/Ti02復合織物。
[0013]上述技術方案中，步驟(1)中所述的堿胺水溶液中乙二胺、氫氧化鈉、促進劑1631的質量分數比優選為2:28:0.08。
[0014]步驟(2)中所述的鈦酸四丁酯、去離子水、硝酸、乙醇的摩爾比優選為1:1: 0.1:
9.25ο
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]本發明的方法實現了Ti02—維納米結構(納米線)和高分子基底滌綸織物的復合，賦予了滌綸織物更好的自清潔性能和抗菌性能，同時其優越的光催化性能使得所制備的滌綸/Ti02復合織物在污水的過濾和降解、大氣污染治理領域有重大的應用前景。
【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1制備的負載有二氧化鈦納米線的滌綸織物表面的場發射掃描電子顯微鏡照片。
[0018]圖2為實施例2制備的負載有二氧化鈦納米線的滌綸織物表面的場發射掃描電子顯微鏡照片。
[0019]圖3為實施例3制備的負載有二氧化鈦納米線的滌綸織物表面的XRD圖譜。
[0020]圖4為實施例4制備的負載有二氧化鈦納米線的滌綸織物表面的場發射掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0021]以下結合實施例進一步闡述本發明，但本發明不僅僅局限于下述實施例。
[0022]實施例1
[0023](1)選取規格為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:促進劑1631按照質量分數比2: 28:0.08加入去離子水中配置堿胺水溶液，將經過清洗干燥的滌綸織物按1:30浴比浸沒在堿胺水溶液中在65°C下反應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，將經過上述處理后的試樣浸沒在此鈦溶膠中24h，然后以50mm/min速率提拉取出，在80°C下干燥24h。
[0026](4)將經過上述處理后的試樣浸沒在0.15M鹽酸溶液中在70°C下反應24h，后干燥。
[0027](5)配置二氧化鈦納米線的生長液:在質量濃度為30%的雙氧水溶液中加入硝酸和三聚氰胺，生長液中硝酸的濃度是0.31