由图2可知,溶胶用量较少时,污物降解率较低,这是因为光源产生的光子不能被充分吸收,光催化反应效率较低;增加溶胶用量,污物降解率迅速升高,当溶胶质量浓度为0.5g/L时,污物降解率达到95%左右,此时溶胶在棉纤维上形成了一层均匀薄膜,增大了对光源的吸收面积,光催化效率提高;继续增大溶胶用量,污物降解率无显著变化。这可能是由于过多的Tm/TiO2粒子层层堆积在棉纤维表面,纤维最外层吸收光子的有效光催化成分并未增加。
2.1.3 溶胶陈化时间
在可见光源强度为21.0 mW/cm2,光照时间为210min的条件下,采用0.5g/L Tm/ TiO2溶胶整理棉织物,探讨溶胶陈化时间对污物降解率的影响,结果如图3所示。
.jpg)
图3 溶胶陈化时间对污物降解率的影响
由图3可以看出,棉织物采用陈化1d的溶胶整理,其上污物降解率仅为20%左右。Ti02是由钛酸四丁酯在酸催化剂和水的相互协同作用下,使Ti-OR逐步水解生成Ti-OH,然后发生缩聚形成Ti-0-Ti结构,最终得到Ti02。陈化时间较短时,聚合反应仍在进行,聚合程度较低,多聚体中心Ti原子的配位体配位数较少,形成四面体为主的结构,具有光催化活性的晶体尚未形成,故催化效率较低。随着陈化时间延长,溶胶中的晶粒结构更趋近于锐钛矿晶型的八面体配位结构[9],整理后污物的降解性能提高。织物采用陈化5d的溶胶进行整理,污物的降解率可达到92%;继续延长陈化时间,污物降解率无明显增加。故采用此工艺制各溶胶时,陈化时间以3-5d为宜。
2.1.4 光照条件
采用质量浓度为0.5g/L,陈化5d的Tm/Ti02溶胶整理棉织物,探讨光照条件对污物降解率的影响,结果见图4。
.jpg)
图4 光照条件对污物降解率的影响
由图4可知,随着光照强度的增加,污物降解率逐渐提高;光源强度为21.0 mW/cm2时,光照180min后污物降解率可达到92%。Tm/ Ti02受光激发产生的电子和空穴浓度会影响污物降解速率。Bahnemann D等[10]研究表明,较低光强下,污物降解速率与光强呈线性关系;中等强度光强下,污物降解速率与光强的平方根呈线性关系。因此,在4.2-21.O mW/cm2的低光强下,污物降解率随光照强度增加而提高。较适宜的光照强度为21.0 mW/cm2。
当光照强度一定时,污物降解率随着光照时间的延长而提高;光照180min后,污物降解率达到最大值;继续延长光照时间,降解率无显著增加。因此,较适宜的光照时间为180min。
2.2 织物自清洁功能的耐洗性
将采用优化工艺制备的Tm/Ti02溶胶(质量浓度0.5g/L,Tm掺杂摩尔分数比2%,陈化5d)用于棉织物整理,通过比较皂洗前后棉织物上污物的降解率,评价负载溶胶织物自清洁功能的耐久性,结果如图5。
.jpg)
相关信息 
推荐企业 推荐企业
推荐企业
您所在的位置：
