[发明专利]一种硅保护原位沉积光催化功能织物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化环境净化功能织物的制备领域，特别是涉及一种硅保护原位沉积光催化功能织物的制备方法。

背景技术

水环境问题是自古以来一直影响着人类社会经济进步和可持续发展的关键问题。曾有人预测，在能源危机之后，人类将面临的最大自然危机就是水资源危机，而且其危害性更甚于能源危机，难以解决。水环境的恶化、水资源的短缺，已成为世界各国关注的焦点。在未来50年，全世界至少有1/4的人口将面临水资源短缺，至2050年，世界上生活在缺水状态的人口数将可能增至20亿。水环境的治理已成为人类刻不容缓的课题了。

中国水资源总量居世界第6位，而人均水资源占有量仅为世界人均的四分之一，居世界第88位，据此联合国把中国列为12个水资源紧缺的国家之一。随着染料生产和纺织印染工业的迅速发展，染料废水对水环境的危害日益加重。目前我国年产染料超过90万吨，居世界首位，占世界总产量的45％。而在染料的生产过程中，每产出1吨染料至少有2％会随废水流失，而在印染过程中染料损失量则达到10％～15％。由于染料品种繁多，生产工艺和染色工艺各不相同，产生的废水量及其组分也千差万别，但水质特征均表现为高浓度、高色度、高COD值和高BOD值，所以其治理技术一直是废水处理的难点。

目前，国内外常用于染料废水处理的方法主要有：生物处理法、化学絮凝法、化学氧化法、吸附法和电化学法等；而近年来也有一些新型废水处理技术研究较为活跃，如超临界水氧化技术、低温等离子体化学技术、超声波技术、萃取技术、光催化技术和fenton氧化技术等。但以上方法存在制造工艺复杂、成本较高且不能再生使用等缺陷，而且不利于回收，影响可持续发展。鉴于柔性基材(纤维材料)作为载体具有表面积大、易加工成型、易富集污染物和稀释分解产物特殊性能，将光催化剂负载到柔性基材上制备柔性污水净化材料能有效的提高污水处理的能力，且成本低廉。目前制备方法主要有：浸轧法和涂层法。然而这两种方法存在着光催化剂被粘合剂包覆，团聚严重、催化效率低、柔性基材易光氧化降解等问题。又由于柔性基材不耐高温，限制了光催化剂沉积在柔性基材上进行晶型转换方法的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硅保护原位沉积光催化功能织物的制备方法，该方法简单、成本低，无二次污染，易于工业化生产；所得的柔性空气净化材料有机污染物降解效果好，且有效的防止了Bi系光催化剂对纤维织物的损伤问题。

本发明的一种硅保护原位沉积光催化功能织物的制备方法，包括：

(1)将400～600ml无水乙醇、0.5～2.5ml氨水、200～400ml去离子水和100～200ml丙酮均匀混合，随后逐滴加入10～30ml硅烷，得到硅保护抗氧化整理液；然后将织物浸渍于上述硅保护抗氧化整理溶液中，在200～300rpm、室温下持续搅拌4～8h后取出，用去离子水和乙醇淋洗，在80～100℃烘干，得处理后的织物；

(2)在惰性环境下，取摩尔比为1∶2的硝酸铋与乙二胺四乙酸二钠分别加入碱性缓冲液中，并滴加润湿剂，200～300rpm搅拌20～30min，得溶液A；

在惰性环境下，将与溶液A中硝酸铋相同摩尔数的偏钒酸钠加入到碱性缓冲液中，200～300rpm搅拌5～10min，并在搅拌过程中依次逐滴加入氢氧化钠溶液和去离子水，得到溶液B；

(3)LOC整理液的制备：

将上述溶液B逐滴加入至上述溶液A中，控制转移速率为1～1.5ml/min，均匀混合形成整理液LOC，从室温升至80～95℃，控制升温速率在2～3℃/min，得到光催化前驱体溶液(LOC整理液)；

(4)织物表面原位沉积和光催化功能织物的后处理：

将上述处理后的织物浸渍到上述光催化前驱体溶液中反应8～12h，然后于65～70℃烘干；再在90～100℃沸水中处理1～2h，去除在织物表面的冗余吸附颗粒，最后经40～50℃烘干，得到光催化功能织物。

步骤(1)中所述的硅烷为硅酸钠、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷或正硅酸乙酯。

步骤(1)中所述的织物为非织造布、机织布或针织布。

上述织物的纤维为棉纤维、聚酰亚胺纤维、活性炭纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、竹纤维、玻璃纤维、粘胶纤维、蚕丝纤维、麻纤维、羊毛纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、锦纶纤维中的一种或两种混纺纤维。

步骤(2)中所述的惰性环境为氮气或氩气保护环境。