[發明專利]一種用TiO2

有效

• 申請號: 202011125548.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112250314B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 張輝;張金元;田暢;李倩倩;武海良
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: C03C17/00
• 分類號: C03C17/00;C03C17/23;C03C17/28
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發明公開了一種用TiO₂和正皮質角蛋白制備防霧氣抗菌復合膜的方法，具體按以下步驟實施：步驟1，羊毛正皮質細胞的提取；步驟2，將通過步驟1提取的羊毛正皮質細胞制備羊毛正皮質細胞角蛋白；步驟3，采用交叉旋涂工藝制備羊毛正皮質細胞角蛋白?TiO₂薄膜；步驟4，將經步驟3得到的羊毛正皮質細胞角蛋白–TiO₂薄膜進行煅燒，得到防霧氣抗菌復合膜；制備的復合膜具有防霧氣、自清潔和殺菌功能。

技術領域

本發明屬于紡織工程技術領域，具體涉及一種用TiO₂和正皮質角蛋白制備防霧氣抗菌復合膜的方法。

背景技術

二氧化鈦是一種寬禁帶半導體材料，具有優良的光催化活性。當能量大于TiO₂禁帶寬度的光照射半導體時，光激發電子躍遷到導帶，形成電子(e^-)，同時在價帶留下空穴(h⁺)，從而產生空穴-電子對。空穴能夠同吸附在催化劑粒子表面的OH-或H₂O發生作用生成HO·。HO·是一種活性很高的粒子，能夠無選擇地氧化多種有機物并使之礦化，通常被認為是光催化反應體系中主要的氧化劑。光生電子也能夠與O₂發生作用生成HO₂·和O₂·^-等活性氧類，最終這些活性自由基可以將有機污染物完全礦化分解成為二氧化碳和水等無機小分子物質。二氧化鈦羥基自由基的氧化能力最強，可不加選擇地使有機物全部氧化降解，包括穿透細胞膜，破壞膜結構使細菌、病毒和癌癥細胞分解，又能降解細胞產生的毒素，而且具有大比表面積的納米二氧化鈦吸濕性高。

羊毛是由多細胞結構體構成的，主要由皮質層、鱗片層組成，有的還有髓質層。皮質層約占纖維重量的86-90％，是羊毛纖維的主體。皮質層由皮質細胞組成，皮質細胞呈紡錘狀，長度為幾百微米，直徑約為幾微米。皮質細胞又可以分為正皮質細胞和副皮質細胞。正皮質細胞占纖維的50％以上，副皮質細胞占纖維的30-45％，副皮質細胞中胱氨酸和分子間二硫鍵較正皮質細胞的含量多，副皮質細胞中硫元素的含量高于正皮質細胞，這就導致羊毛正皮質細胞的親水性優于副皮質細胞。

本項目采用旋涂工藝，在透明類(如護目鏡、玻璃等)材料表面涂覆一層均勻的、具有光催化自清潔性能的羊毛正皮質細胞角蛋白摻雜二氧化鈦薄膜，實現材料防霧氣、自清潔、殺菌的目的。這是因為羊毛正皮質細胞角蛋白中的N、S等元素摻雜二氧化鈦之后，能夠使得二氧化鈦的禁帶寬度變窄，在吸收過濾掉紫外線的同時增加了對可見光的吸收，羊毛正皮質細胞較副皮質細胞含硫量低，大大提高了角蛋白摻雜二氧化鈦薄膜的親水性能，防止水蒸汽遇冷液化的水珠在薄膜表面集聚形成霧氣，有利于液態水在薄膜表面快速鋪展并及時滾落。殼聚糖是一種天然高分子聚合物，具有良好的成膜性和抗菌性，以及許多獨特的物理化學特性和生物功能，為了增強復合膜的抗菌性，增加適量的殼聚糖來達到更好的殺菌目的。我國是產毛和用毛大國，每年毛紡行業都會產生大量不可用于紡織的下腳料如短纖維、粗纖維；同時隨著人民生活水平的提高，廢棄羊毛紡織品的數量也在逐年增加，不僅造成了羊毛資料浪費，而且給環境造成了嚴重污染。因此，在當前環保意識不斷增強的情況下，羊毛的回收再利用顯得尤為迫切。從廢棄羊毛中提取皮質細胞角蛋白可以達到變廢為寶的效果，使用角蛋白與二氧化鈦前驅體溶液旋涂，可以制備出具有防霧氣、自清潔和殺菌功能的薄膜。

發明內容

本發明的目的是提供一種用TiO₂和正皮質角蛋白制備防霧氣抗菌復合膜的方法，制備的復合膜能夠防霧氣、自清潔和殺菌功能，而且合理利用廢棄羊毛，避免造成資源浪費。

本發明所采用的技術方案是，一種用TiO₂和正皮質角蛋白制備防霧氣抗菌復合膜的方法，具體按以下步驟實施：

步驟1，羊毛正皮質細胞的提取；

步驟2，將通過步驟1提取的羊毛正皮質細胞制備羊毛正皮質細胞角蛋白；