[發明專利]制備具有自清潔性能的纖維織物的方法

無效

• 申請號: 200910195787.0
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101654863A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 蔡偉民;龍明策;吳德勇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M101/06;D06M101/32
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種半導體光催化技術領域的制備方法，特別是一種制備具有自清潔性能的纖維織物的方法。

背景技術

二氧化鈦半導體光催化氧化技術使用的原料-二氧化鈦：價格低廉、性能穩定、無毒無腐蝕性；該技術可以利用太陽能為能源，而且反應條件溫和、操作簡便、無二次污染。其中的染料、表面活性劑、有機鹵化物、農藥、氰化物、酚類、多氯聯苯和多環芳烴等，都能被有效地催化降解、脫色、去毒、礦化為無機小分子物質。二氧化鈦粉末難于回收使該技術難以大規模應用。

在現階段實際應用中，TiO₂光催化材料已用于水和空氣的凈化裝置、自潔凈玻璃表面、抗菌光催化陶瓷面磚等領域，產生了巨大的經濟、環境和社會效益。但是二氧化鈦主要固定在玻璃、二氧化硅、不銹鋼、三氧化二鋁等耐高溫的基質上，在固定化過程中需要高溫，一方面需要大量的能耗，增加成本，另一方面，高溫處理使得二氧化鈦難以在耐溫能力弱的基質如橡膠、纖維等的固定。玻璃纖維或碳纖維上負載TiO₂的功能材料已有大量報道，但是涉及常規的溶膠凝膠無定形前驅物的后續高溫熱處理。纖維織物的光催化功能化的研究較少，但是具有顯著的現實價值。而纖維織物的光催化功能化涉及低溫制備高度晶化TiO₂水溶膠技術，存在一定難度。

經對現有技術的文獻檢索發現，Daoud，W.A.等在《Journal?of?CeramicSociety》(陶瓷學會會刊)2004年第5期953～955頁發表了題為《Nucleationand?Growth?of?Anatase?Crystallites?on?Cotton?Fabrics?at?Low?Temperatures》(棉纖維表面低溫下銳鈦礦晶粒的成核與增長)一文，文中涉及采用無定形的TiO₂溶膠負載后，在180℃水熱處理獲得銳鈦礦晶粒，但是后續熱處理不但增加了繁瑣的工序，而且可能由于氣泡產生而擾動負載的TiO₂納米顆粒使之脫附。因此研究簡單的低溫制備晶化的銳鈦礦晶粒是纖維織物光催化功能化的前提。Wang，J.Y.等在《Semiconductor?Science?and?Technology》(半導體科學與技術)2005年第8期L36～L39頁發表了題為《A?simple?new?way?to?prepare?anatase?TiO2hydrosol?with?high?photocatalytic?activity》(一種制備高活性銳鈦礦TiO2水溶膠的簡單方法)一文，提出了無定形沉淀在酸性條件下80℃膠化的方法，然而這種方法制備的TiO₂濃度較低，不適合用于在纖維織物表面的負載，而且后續的酸和熱處理均將損壞纖維。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種制備具有自清潔性能的纖維織物的方法。本發明的方法在低溫和酸性條件下，通過較長時間的攪拌和靜置進行膠化處理，獲得高活性銳鈦礦水溶膠，隨后通過纖維織物的浸漬處理獲得具有自清潔能力的纖維織物，該纖維織物既可應用在環境領域和在醫學領域。

本發明是通過以下的技術方案實現的，本發明的方法包括如下步驟：

步驟一，將鈦前驅物溶于醇中，形成溶液A，在劇烈攪拌下把溶液A滴加到稀硝酸中，持續攪拌，靜置，得溶液B；其中，鈦前驅物∶醇∶稀硝酸的體積比例為：1∶(2～10)∶(20～80)；

步驟二，將纖維織物浸沒在溶液B中，熱處理，得具有自清潔性能的纖維織物。

步驟一中，所述鈦前驅物為以下物質中的一種或者兩種的混合：鈦酸四丁酯，鈦酸四異丙酯和鈦酸四乙酯。

步驟一中，所述醇為乙醇、異丙醇或乙二醇。

步驟一中，所述稀硝酸的濃度為0.01～0.1M。

步驟一中，所述持續攪拌為攪拌24～72h。

步驟一中，所述靜置為避光靜置1～10周。

步驟二中，所述纖維織物要進行前處理，具體為：在浸沒之前先將纖維織物依次用洗滌劑、乙醇和水進行洗滌，之后烘干。

步驟二中，所述纖維織物要進行前處理，具體為：將纖維織物浸泡在洗滌劑的水溶液中10～30min，水溶液的溫度為50～80℃，之后用去離子水洗滌纖維織物以去除洗滌劑，將纖維在乙醇中超聲處理5～15min，之后用去離子水洗滌纖維織物以去除乙醇，50～70℃下烘干。

步驟二中，所述浸沒具體為：浸沒1～10min。