随着人民群众物质生活水平的提高,室内装修装饰、家用电器产品的普及、多种日用化学品的使用以及建筑设计风格和中央空调导致的居室密闭程度增加等,室内产生大量的物理、化学、生物以及放射性污染,造成室内空气质量的严重下降.[1]据世界卫生组织调查,室内可检测出300 多种污染物,室内环境空气污染水平一般比室外环境要高出2~5 倍,极端情况下,可超过100 倍.[2]人们90%的时间是在室内活动的,尤其是婴儿和未成年小孩,按呼吸量、体重比计算,他们呼吸的空气比成年人多,容易接触和吸入更多的室内污染物.人们长期暴露于这些有毒有害物质下会对人体产生不良影响,甚至引发各种疾病.因此,室内空气质量的好坏程度与人类健康密切相关.[3]
室内空气中甲醛、苯、甲苯等含量超过限定标准就会严重危害人体健康,需要采取有效的室内空气净化措施.因此,治理室内空气污染尤其是去除室内空气中的有机污染物成为国内外科技工作者研究的热点.目前,去除室内空气污染物的方法主要有:物理吸附法、化学中和法、光催化法、空气负离子法等.但以上方法存在吸附饱和、制造复杂、成本高且不能再生使用等缺陷.[4]考虑到纤维材料作为载体具有比表面积大、容易加工成型等特殊功能,将光催化技术应用于纤维织物的后整理工艺,制备空气净化功能织物可以更快速、高效地消除空气中的有机污染物.[5]空气净化功能织物具有使用方便、用途广、净化效果好且可重复使用等优点,成为近年来新兴的一种室内空气净化材料,并将被广泛应用到潜艇内部、飞机舱内、医院内部等室内场所.
1 空气净化功能织物的研究现状
随着人们对纳米光催化领域认识的加深,将纺织染整技术、纳米材料光催化技术与空气污染控制相结合,制备光催化空气净化功能织物已成为近年来研究的热点.
1.1 国外研究现状
自从TiO2的光催化特性发现以来,将其与纤维基材复合制备具有光催化活性的材料,使其具有抗菌、抑菌、消臭、自清洁、空气净化等功能,满足室内空气净化、杀菌等多方面的需求,成为科研工作者追求的目标.[6-8]日本歧阜县工业技术研究所首先进行了空气净化织物的制备及净化效果的研究,开发了具有消臭功能的空气净化滤布,已经申请了专利.其他学者所做的研究多为利用纳米TiO2光催化技术对各种织物进行负载,研究负载工艺参数对织物空气净化性能的影响.2003 年,C.H.Ao 等人将纳米TiO2负载于玻璃纤维织物表面,研究了NO 对纳米TiO2光氧化降解NO2和CO2的影响.[9]2006 年,T Yuranova 等人针对空气净化剂造成棉纤维的降解损伤问题,研究了用TiO2-SiO2作为净化剂对棉织物表面进行改性,使空气净化功能织物的强力得以提高.[10]2008 年,N Barka 等人将纳米TiO2负载于无纺布上,并通过调节温度、pH、染料初始浓度,得到功能织物净化有机污染物的最佳工艺.[11]2009 年,D Mihailovic 等人[12]对聚酯纤维的空气净化功能做了研究,通过海藻酸盐对聚酯纤维织物进行改性,再将纳米TiO2整理到织物表面,制备的功能织物不但有净化空气的效果,还兼具抗菌及防紫外功能.也有许多研究者将CdS、ZnO、铁酞菁等活性颗粒负载到织物表面,制备具有空气净化能力的功能织物,但其净化效果较之纳米TiO2略差.
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