[发明专利]一种用TiO2

说明书

本发明公开了一种用TiO₂和正皮质角蛋白制备防雾气抗菌复合膜的方法，具体按以下步骤实施：步骤1，羊毛正皮质细胞的提取；步骤2，将通过步骤1提取的羊毛正皮质细胞制备羊毛正皮质细胞角蛋白；步骤3，采用交叉旋涂工艺制备羊毛正皮质细胞角蛋白‑TiO₂薄膜；步骤4，将经步骤3得到的羊毛正皮质细胞角蛋白–TiO₂薄膜进行煅烧，得到防雾气抗菌复合膜；制备的复合膜具有防雾气、自清洁和杀菌功能。

技术领域

本发明属于纺织工程技术领域，具体涉及一种用TiO₂和正皮质角蛋白制备防雾气抗菌复合膜的方法。

背景技术

二氧化钛是一种宽禁带半导体材料，具有优良的光催化活性。当能量大于TiO₂禁带宽度的光照射半导体时，光激发电子跃迁到导带，形成电子(e^-)，同时在价带留下空穴(h⁺)，从而产生空穴-电子对。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或H₂O发生作用生成HO·。HO·是一种活性很高的粒子，能够无选择地氧化多种有机物并使之矿化，通常被认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电子也能够与O₂发生作用生成HO₂·和O₂·^-等活性氧类，最终这些活性自由基可以将有机污染物完全矿化分解成为二氧化碳和水等无机小分子物质。二氧化钛羟基自由基的氧化能力最强，可不加选择地使有机物全部氧化降解，包括穿透细胞膜，破坏膜结构使细菌、病毒和癌症细胞分解，又能降解细胞产生的毒素，而且具有大比表面积的纳米二氧化钛吸湿性高。

羊毛是由多细胞结构体构成的，主要由皮质层、鳞片层组成，有的还有髓质层。皮质层约占纤维重量的86-90％，是羊毛纤维的主体。皮质层由皮质细胞组成，皮质细胞呈纺锤状，长度为几百微米，直径约为几微米。皮质细胞又可以分为正皮质细胞和副皮质细胞。正皮质细胞占纤维的50％以上，副皮质细胞占纤维的30-45％，副皮质细胞中胱氨酸和分子间二硫键较正皮质细胞的含量多，副皮质细胞中硫元素的含量高于正皮质细胞，这就导致羊毛正皮质细胞的亲水性优于副皮质细胞。

本项目采用旋涂工艺，在透明类(如护目镜、玻璃等)材料表面涂覆一层均匀的、具有光催化自清洁性能的羊毛正皮质细胞角蛋白掺杂二氧化钛薄膜，实现材料防雾气、自清洁、杀菌的目的。这是因为羊毛正皮质细胞角蛋白中的N、S等元素掺杂二氧化钛之后，能够使得二氧化钛的禁带宽度变窄，在吸收过滤掉紫外线的同时增加了对可见光的吸收，羊毛正皮质细胞较副皮质细胞含硫量低，大大提高了角蛋白掺杂二氧化钛薄膜的亲水性能，防止水蒸汽遇冷液化的水珠在薄膜表面集聚形成雾气，有利于液态水在薄膜表面快速铺展并及时滚落。壳聚糖是一种天然高分子聚合物，具有良好的成膜性和抗菌性，以及许多独特的物理化学特性和生物功能，为了增强复合膜的抗菌性，增加适量的壳聚糖来达到更好的杀菌目的。我国是产毛和用毛大国，每年毛纺行业都会产生大量不可用于纺织的下脚料如短纤维、粗纤维；同时随着人民生活水平的提高，废弃羊毛纺织品的数量也在逐年增加，不仅造成了羊毛资料浪费，而且给环境造成了严重污染。因此，在当前环保意识不断增强的情况下，羊毛的回收再利用显得尤为迫切。从废弃羊毛中提取皮质细胞角蛋白可以达到变废为宝的效果，使用角蛋白与二氧化钛前驱体溶液旋涂，可以制备出具有防雾气、自清洁和杀菌功能的薄膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种用TiO₂和正皮质角蛋白制备防雾气抗菌复合膜的方法，制备的复合膜能够防雾气、自清洁和杀菌功能，而且合理利用废弃羊毛，避免造成资源浪费。

本发明所采用的技术方案是，一种用TiO₂和正皮质角蛋白制备防雾气抗菌复合膜的方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，羊毛正皮质细胞的提取；

步骤2，将通过步骤1提取的羊毛正皮质细胞制备羊毛正皮质细胞角蛋白；