[发明专利]一种界面等离子体改性双亲纤维基净化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于净化材料的制备领域，特别涉及一种界面等离子体改性双亲纤维基净化材料的制备方法。

背景技术

20世纪以来，全球范围的工业废水污染问题正越来越制约着人类文明前进的步伐，印染行业是工业废水排放大户，约占工业废水总排放量的1/10。随着经济和科学技术的快速发展，我国的纺织印染行业进入了高速发展时期，印染污水的排放量也迅速增加，对环境污染也日趋严重。印染废水的特点是水量大、化学需氧量和生化需氧量高、色度深、含有残余的染料、助剂等浓度高且难降解的有机污染物。这不仅加深了治理难度，还使部分相关地区生产生活用水受到影响。如今，印染行业的可持续发展问题已成为当今国内外关注的热点话题，节能减排的印染新工艺、新技术及其加工设备也成为了人们关注的焦点。

近年来，国内外众多学者开始研究可见光响应的半导体光催化剂，并将其应用于环境污染治理上。光催化技术具有很强的氧化性，在有机污染物的降解中发挥着非常重要的作用。由于纤维织物具有储量丰富、吸附性强易加工成型、比表面积大等优点，将光催化剂负载至其表面制备光催化功能织物用于印染废水中有机物的降解，已成为印染废水处理领域的研究热点。不同的负载方法对光催化活性的影响不同。首先，负载方法不同，得到的产物表面状态不同。光催化剂的表面状态包括表面积、表面粗糙度等因素，它与催化剂的吸附作用和吸光效率有着密切的关系。当光催化剂的存在形式由悬浮态转变为负载型时，其最大的变化是比表面积大大减小，催化剂的吸附作用和吸光效率因而降低，给光催化活性带来一定的影响。其次，负载方法不同，产生的物种也不同，载体与催化剂之间的化学键作用所引起的光催化剂的能带结构间隙变化也不同。现在研究的负载方法主要包括溶胶－凝胶法、化学气相沉积法(CVD法)、掺杂法等。但由于柔性基材的界面性质不同导致光催化剂的负载性能有差异，因此采用等离子体改性技术对纤维基材进行表面处理，使纤维表面具备足够的活性基团负载光催化剂。

等离子体是在特定条件下使气体部分电离而产生的非凝聚体系，等离子体包括电子、离子、自由基、激发态的原子或分子等多种粒子。体系内正负电荷数量相等，整个体系呈中性。等离子体改性是一种完全不用水的干式改性方法，快速、高效、无污染，操作简单，只引起被处理物表面的50～100nm范围内的表层的物理或化学变化。等离子体产生的激发态的原子或分子、正负离子等都能在同一时间里与材料表面分子相互碰撞发生一系列化学和物理相互作用，这些粒子可以传递足够的能量使大分子链断裂形成自由基，活性中性粒子自由基又与大分子链上的自由基相结合产生新的官能团，从而改变了材料表面的化学组成，赋予材料表面新的亲水特性但又不改变纤维基体的优良性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种界面等离子体改性双亲纤维基净化材料的制备方法，本发明方法简单，成本低，无二次污染，易于工业化生产；所得的纤维基光催化环境净化材料能有效净化印染废水、空气污染。

本发明的一种界面等离子体改性双亲纤维基净化材料的制备方法，包括：

（1）将织物在有机溶剂中清洗，干燥，然后在50-55℃净洗剂中，处理15-25min，干燥，得到处理后的织物；

（2）将处理后的织物置于等离子体处理仪中，在空气环境下，常压辉光放电处理进行处理50-70s，得到改性织物；

（3）常温常压下，将硝酸铋加入硝酸溶液中，滴加润湿剂，搅拌，加入碱剂，得溶液A；常温常压下，将偏钒酸盐加入去离子水中，搅拌并依次逐滴加入增稠剂和氢氧化钠溶液，得溶液B；其中硝酸铋和偏钒酸盐的摩尔比为1:1，润湿剂用量owf为2%～5%，硝酸溶液和步骤（1）中的织物的比例关系为40-60mL:1g，碱剂和步骤（1）中的织物的比例关系为3-5g:1g，增稠剂和步骤（1）中的织物的比例关系为2-3g:1g，氢氧化钠溶液和步骤（1）中的织物的比例关系为40～60mL:1g；

（4）将上述溶液B逐滴加入溶液A中，均匀混合形成整理液，从室温升至80-95℃，反应8-12h，过滤，烘干，得到光催化剂未活化体；

（5）将上述光催化剂未活化体转移至含有强酸、氧化稳定剂的去离子水溶液中，活化反应30-50s，水洗，抽滤，所得滤液为光催化剂纳米活化体溶液；

（6）将改性织物浸渍到上述光催化纳米活化体溶液中反应1-3h，90-100℃沸水中处理1-2h，烘干，即得界面等离子体改性双亲纤维基净化材料。

所述步骤（1）中织物为非织造布、机织布或针织布。