[發(fā)明專利]一種基于電化學技術還原靛藍染液的方法

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• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109736103A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 蔣朝哲;董浩;方嘉龍;呂家麟;王衡;王唯;劉英嘯;孫琳;孫志強;徐芳;袁際學
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: D06P1/22
• 分類號: D06P1/22;D06P5/20
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于電化學技術領域，具體涉及一種基于電化學技術還原靛藍染液的方法。本發(fā)明的目的是用電化學技術來還原靛藍，不再使用除靛藍染料以外的其它化學藥劑，不存在染色液老化的問題。本發(fā)明能夠達成靛藍染料100％利用，不排放污水，并實現(xiàn)環(huán)保的目的。

技術領域

本發(fā)明屬于電化學技術領域，具體涉及一種基于電化學技術還原靛藍染液的方法。

背景技術

還原染料是指在堿性條件下被還原而使纖維著色，再經(jīng)氧化，在纖維上恢復成原來不溶性的染料而染色，用于染纖維素纖維；將不溶性還原染料制成硫酸酯鈉鹽，可變成可溶性還原染料，主要用于棉布印花。

還原染料因不溶于水，對纖維沒有直接性而不能直接上染。因此，還原染料染色時通常需先在高濃度燒堿和還原性溶液中還原成隱色體，才能上染纖維。目前，國內(nèi)使用較多的還原劑是保險粉(連二亞硫酸鈉)。保險粉作為一種強還原劑，在高濃度燒堿溶液中可使所有還原染料還原，自身被氧化成硫酸鹽等一系列含硫化合物，這些物質在染色結束后隨廢水一起排放，造成嚴重的污染。

當前的傳統(tǒng)蠟染分散在農(nóng)村家家戶戶，屬于小作坊加工模式，蠟染的靛藍染色使用了大量的染料，燒堿和化學藥品，使用燒堿和化學還原劑來還原靛藍，為了抵消空氣和織物中的氧氣，要不斷地添加還原劑(最終變成鹽)，鹽類累積到一定程度以后，老化的染色液就必須排放掉。這樣一半靛藍流失掉了，不僅染色成本提高，更重要的是污染。而由于小規(guī)模加工的特點，蠟染作坊幾乎都沒有污水處理設施。所以，傳統(tǒng)蠟染對環(huán)境有很大的污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的，是針對上述問題，提出一種不會造成污染的基于電化學技術還原靛藍染液的方法。

本發(fā)明的技術方案是：基于電化學技術還原靛藍染液的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、設置電解池：

將電解池呈“H”型設置，即電解池分為陽極池和陰極池，且陽極池和陰極池采用通道連接，在通道上設置離子交換膜，利用離子交換膜將陽極池和陰極池隔開；

S2、配置電解液：

在陽極池中注入硫酸鐵飽和溶液；

在陰極池中：按照10：22.4：1.6：2的質量比依次加入氫氧化鈉、三乙醇胺、硫酸鐵、靛藍。加入氫氧化鈉后，要不斷攪拌8-10min，使電解液充分冷卻，加入三乙醇胺后，要不斷攪拌1-2min，使其完全溶解，加入硫酸鐵后，要不斷攪拌3-5min，使硫酸鐵基本溶解于溶液，加入靛藍后，攪拌1-2min，使靛藍均布于溶液中。

S3、還原：

放置鎳網(wǎng)于電解池中，即陰陽兩極均采用鎳電極，將陽極連接到電解電源的正極，將陰極連接到電解電源的負極，并設置工作電流為1.2A，開啟電源后進行還原反應。

本發(fā)明方案中，靛藍還原反應方程式如下：

針對上述方案，本發(fā)提出以下最佳反應環(huán)境：

陰極硫酸鐵的最佳濃度為0.0040mol/L。隨著硫酸鐵濃度的增大，靛藍的轉化率增大，反應達到平衡的時間變短，當硫酸鐵濃度達到0.0040mol/L時，靛藍的轉化率最大，達到平衡的時間最短。當硫酸鐵的濃度大于0.0040mol/L后，靛藍達到最大轉化率的時間會變長。

50℃時轉化率最高，溫度低于50℃時，隨著溫度的升高，反應達到平衡的時間變短，轉化率增大，50℃時最大。而大于50℃后，反應初速率雖然會略微增加，但最大轉化率反而會下降。