一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工催化劑技術，具體為一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來隨著社會的不斷發展，工業化進程加快，環境污染問題已然成為人們面臨的亟待解決的突出問題之一。各國政府和科學家們紛紛開始致力于解決污染問題，尤其是空氣污染和水污染的處理。作為一個廉價的環境友好的材料，納米二氧化鈦被廣泛的用來空氣環境中有害氣體和水體中有機污染物的處理。環境有害氣體可分為室內有害氣體和大氣污染氣體。室內有害氣體主要有裝飾材料等放出的甲醛及生活環境中產生的甲硫醇、硫化氫及氨氣等。其中甲醛對人體的危害最為嚴重，已經成為室內污染中危害最大的污染物，其對人體的眼睛、呼吸道以及皮膚等都有強烈刺激性，長期接觸低濃度甲醛會引起惡心、支氣管炎、結膜炎等癥狀。納米二氧化鈦通過光催化作用可將吸附于其表面的甲醛等空氣污染物分解氧化，從而使空氣中甲醛的濃度降低，減輕或消除環境不適感。納米二氧化鈦還可應用于水體中有機污染物的處理中，依靠其在光催化條件下的強氧化能力，可以快速將水體中有機污染物氧化降解。同時將納米二氧化鈦光催化劑應用于紡織品中，其在光照的作用下不僅能有效地降解空氣中有毒有害氣體，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理，同時還具備除臭、抗污等功能。
[0003]制備納米二氧化鈦常用的方法有溶膠-凝膠法、沉淀法、水熱法等，其中溶膠-凝膠法不僅是低溫或溫和條件下合成無機化合物或無機材料的重要方法，而且該方法所制備得到的納米二氧化鈦水溶膠能解決納米二氧化鈦粉體在紡織品的應用上存在的較多弊端，如分散性差，與織物結合牢度差以及會使紡織品纖維發生裂化等。然而，納米二氧化鈦水溶膠直接使用時仍存在一些問題，如酸性太強(pH值在1.5左右)，當其應用于紡織品時對纖維機械性能損傷較大;水溶膠中納米二氧化鈦含固量較低且不能調節其含固量，使用時不方便；水溶膠中含有大量水解生成的正丁醇等氣味特別刺鼻的副產物，在生產和使用時對工人的工作環境和身體健康有一定的影響。因此，為解決上述問題，本發明的目的就是提供一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的制備方法，使得納米二氧化鈦水溶膠能更好地應用于環境凈化材料的制備和紡織品后整理中。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是:提供一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的制備方法，其采用下述工藝處理:
[0005]1.納米二氧化鈦水溶膠的制備:首先在室溫下將50毫升的鈦酸丁酯溶解于75毫升的無水乙醇中形成鈦酸丁酯的乙醇溶液。同時將規定體積的硝酸加入435毫升蒸餾水以獲得稀硝酸的水溶液，然后將鈦酸丁酯的乙醇溶液在室溫和攪拌條件下滴入硝酸水溶液中，滴液完成后繼續攪拌5小時得到乳白色水分散液，最后將其靜置陳化數天形成微黃色半透明的約500毫升納米二氧化鈦水溶膠；
[0006]2.減壓蒸餾工藝:將500毫升納米二氧化鈦水溶膠在40°C到60°C下進行減壓蒸餾1.5小時至3.5小時得到300毫升濃縮納米二氧化鈦水溶膠；
[0007]3.有機酸酯化工藝:向300毫升濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入7.2克到18.0克有機酸并使其中的正丁醇在80°C進行酯化反應12小時到36小時；
[0008]4.添加非離子表面活性劑:向酯化反應后的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入表面活性劑并攪拌30分鐘；
[0009]5.添加偶聯劑KH570:向添加非離子表面活性劑后的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入添加偶聯劑KH570并超聲處理I小時；
[0010]6.調節pH工藝:向添加偶聯劑后的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入適量的加入少量1.0%的氫氧化鈉水溶液調節pH為5-6;
[0011]7.后處理工藝:向已調節pH的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入適量的蒸餾水使其中納米二氧化鈦含量為1.0%，并得到約1800毫升的環境凈化整理劑。
[0012]其中有機酸可以是甲酸、乙酸和丁酸等;非離子表面活性劑可以是0P-10、平平加O或JFC等，添加量為2克/升。
[0013]與現有技術相比，本發明制備的一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的PH值在中性偏弱酸性，當其應用于紡織品時對纖維機械性能損傷較小；納米二氧化鈦含固量較高且能大幅度調節，使用方便;整理劑中正丁醇含量極低，無刺激性味道。其不僅比現有納米二氧化鈦水溶膠具有更高的催化活性，用于室內空氣凈化時可使甲醛快速降解并在24小時內甲醛濃度低于國家標準。更為重要的是，本發明所述環境凈化整理劑的制備方法成本低，容易操作，有利于工業化推廣。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明所述實施例1、2和3中的環境凈化整理劑負載織物和對比例中納米二氧化鈦水溶膠負載織物對甲醛的去除效果對比圖。
[0015]圖2為本發明所述實施例1、2和3中的環境凈化整理劑負載織物和對比例中納米二氧化鈦水溶膠負載織物對偶氮染料酸性紅88的光催化降解效果的對比圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明擬解決的技術問題是:提供一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的制備方法，其特征在于該方法主要由減壓蒸餾工藝、有機酸酯化工藝、添加非離子表面活性劑、添加偶聯劑KH570和后處理工藝組成，其中有機酸可以是甲酸、乙酸或丁酸等，添加量是4克/升至10克/升;表面活性劑可以是0P-10、平平加O或JFC等，添加量為2克/升。所得環境凈化整理劑中納米二氧化鈦含量可達到1.0%，正丁醇的殘余量低于0.05 %。環境凈化整理劑能夠通過常用的乳烘焙方法使其負載到纖維織物上，從而使織物對空氣中甲醛等污染物和水體中有機污染物具有優良的光催化降解性能。
[0017]與現有技術相比，本發明制備的一種基于納米二氧化鈦水溶膠的環境凈化整理劑的PH值在中性偏弱酸性，當其應用于紡織品時對纖維機械性能幾乎無損傷;納米二氧化鈦含固量較高且能大幅度調節，使用方便;整理劑中正丁醇含量極低，無刺激性味道。其不僅比現有納米二氧化鈦水溶膠具有更高的催化活性，用于室內空氣凈化時可使甲醛快速降解并在24小時內甲醛濃度低于國家室內空氣質量標準。更為重要的是，本發明所述環境凈化整理劑的制備方法成本低，容易操作，有利于工業化推廣。
[0018]下面介紹本發明的具體實施例，但本發明權利要求不受這些具體實施例的限制。
[0019]實施例1
[0020]1.納米二氧化鈦水溶膠的制備:首先在室溫下將50毫升的鈦酸丁酯溶解于75毫升的無水乙醇中形成鈦酸丁酯的乙醇溶液。同時將規定體積的硝酸加入435毫升蒸餾水以獲得稀硝酸的水溶液，然后將鈦酸丁酯的乙醇溶液在室溫和攪拌條件下滴入硝酸水溶液中，滴液完成后繼續攪拌5小時得到乳白色水分散液，最后將其靜置陳化數天形成微黃色半透明的約500毫升納米二氧化鈦水溶膠，其中納米二氧化鈦含量為2.62% ,正丁醇含量為7.65% ；
[0021 ] 2.減壓蒸餾工藝:將500毫升納米二氧化鈦水溶膠在40°C進行減壓蒸餾3.5小時得至IJ300毫升濃縮納米二氧化鈦水溶膠，其中納米二氧化鈦含量為3.91% ;由氣相色譜法測定其中正丁醇含量為0.35%;
[0022]3.有機酸酯化工藝:向添加得到300毫升濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入18克乙酸并在80 0C進行酯化反應36小時，其中正丁醇含量為0.03%；
[0023]4.添加非離子表面活性劑:向酯化反應后的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入表面活性劑JFC，添加量為2克/升并攪拌30分鐘；
[0024]5.添加偶聯劑KH570:向添加非離子表面活性劑后的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入添加1.0克偶聯劑KH570并超聲處理I小時；
[0025]6.調節pH工藝:向添加偶聯劑后的濃縮納米二氧化鈦水溶膠中加入適量的加入少量I %的氫氧化鈉水溶液調節pH為5-6 ；
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