[发明专利]一种光催化功能性涤纶纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种光催化功能性涤纶纤维的制备方法。本发明所要解决的技术问题是使涤纶纤维具有极高的光催化活性，并且作为有机载体，在紫外光照射下相对稳定，不会削弱基体材料的耐老化性能，可延长材料的使用寿命，从而可使光催化剂得以循环使用，原料成本及生产成本低，适用面更广。解决该问题的技术方案是：(1)首先制作二氧化硅壳－中空层－二氧化钛纳米内核结构的中空型光催化粒子，(2)涤纶纤维的前处理，(3)含有中空型纳米光催化粒子SiO₂@@TiO₂的分散液的制备，(4)将中空结构的纳米二氧化钛粒子担载在涤纶纤维上。本发明可用于空气净化，水净化，抗菌杀菌，自清洁，建筑装璜材料等与人们生活息息相关的诸多领域。

主权项

1、一种光催化功能性涤纶纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)首先制作二氧化硅壳-中空层-二氧化钛纳米内核结构的中空型光催化粒子，(a)二氧化钛纳米粒子的前处理，用TiO2来表示，将100-500mg的二氧化钛纳米粒子添加入浓度为0.5-1.2mol/L的NaOH或HCl溶液中，以500-1000rpm的转速磁力搅拌处理7-14小时后，3-5次水洗-离心分离至PH为7待用；(b)纳米粒子表面包裹碳的过程，用C@TiO2来表示，将步骤(a)制得的纳米粒子100-450mg添加入浓度为0.7-2.2mol/L的可溶解于水的含碳有机物的水溶液，充分混合后将混合液导入水热反应釜中，于150-200℃下加热处理2-8个小时，反应后用有机溶剂洗涤3-7次后，用蒸馏水洗3-7次后干燥待用；(c)用溶胶-凝胶法在碳包裹纳米粒子的外层包裹二氧化硅的过程，用Si@C@TiO2来表示，(i)将步骤(b)得到的试样100-450mg和氯仿5-15ml和超纯水200-700μl和丙酮3-7ml搅拌0.5-5小时，(ii)在5-20ml的无水乙醇溶液中溶解正硅酸甲酯或正硅酸乙酯0.1-2g，搅拌0.5-5小时，(iii)将步骤(2)溶液加入步骤(1)溶液中，搅拌3-8小时，(iv)反应完毕后，减压蒸馏步骤(3)溶液到半干后，经100-120℃、3-5小时減压干燥，研磨；(d)去除夹层碳层的过程，用Si@@TiO2来表示，将步骤(c)得到的试样置于马弗炉中烧结，控制温度400-600℃，时间3-8小时，烧结后研磨，即得到最终产物；(2)涤纶纤维的前处理，使用浓度为0.7-1.0mol/L的NaoH溶液，将市售的涤纶丝进行振荡水浴处理，反应条件为使溶液升温至70-100℃，保温35-60min，减量率为28-38％，然后洗涤至中性后干燥；(3)含有中空型纳米光催化粒子SIO2@@TiO2的分散液的制备，将70-100mg的SIO2@@TIO2光催化剂，阳离子型分散剂10-30g/L和20-50ml无水乙醇加入80-160ml蒸馏水中，避光搅拌20-30小时配制成分散工作液；(4)将中空结构的纳米二氧化钛粒子担载在涤纶纤维上，将涤纶丝动态浸泡在上述(3)的SIO2@@TIO2工作液中30-60分钟后→静态浸泡5-20分钟→浸轧，轧余率为60-70％→预烘，温度为70-100℃，时间为5-10分钟→焙烘，温度为150-180℃，时间为5-10分钟。