空气净化功能织物研究进展

其光催化净化机理步骤如下[19]:

3 空气净化功能织物的制备方法

空气净化功能纺织品的制备方法可分为后整理法和原丝改良法.后整理法是指先制备稳定光触媒分散悬浮液,然后对织物进行常规的后整理(浸轧或涂层)的方法.[20]该法适用的纤维和纺织材料范围广泛,天然纤维、化学纤维和混纺织物都能采用.根据光催化剂的制备和织物整理是否连续,后整理法又分为粉体分散负载法和原位复合法.

3.1 粉体分散负载法

粉体分散负载法是指将纳米级成品光催化剂粉体分散,然后用浸轧法或涂层法对织物进行整理.其常用工艺为:制备稳定光催化剂分散液→二浸二轧或涂层→预烘→焙烘→后处理.董永春等人对织物进行二浸二轧光触媒水分散液(轧液率75%)后,采用100 ℃预烘2 min,170 ℃焙烘2 min 的工艺,将光触媒负载于织物表面.[13]27杨建忠等人将织物试样浸泡在一定浴比的纳米TiO2整理液中,5 min 后取出,一浸一轧(轧液率70%),100 ℃预烘,再升温至160 ℃焙烘2 min,冷却至室温,测试了该织物的空气净化性能.[17]62此法优点是工艺简单,易于加工,缺点是光催化剂在偶联剂或者粘合剂作用下易在织物表面发生严重团聚,降低其光催化活性.

3.2 原位复合法

在原位复合法中,采用溶胶-凝胶技术制备稳定的纳米TiO2溶胶,再对织物进行涂层或浸轧处理,然后在一定条件下实现光催化剂在织物上由无定形态转化为定形态,光催化剂晶型转换需要在200~300 ℃下才能实现,由于大部分纤维织物不耐高温,限制了此法的应用.实现光催化剂在低温下完成晶型转化是当前研究的热点.何瑾馨等人在国内率先开展了这方面的研究,已经取得了一定的成效,实现了TiO2在织物上100 ℃以下从无定形态向高活性的锐钛矿型的转换.

3.3 原丝改良法

原丝改良法是指在纺丝过程中,将光催化剂添加到聚合物纺丝原液中,均匀混合后进行纺丝,该法适用于化学纤维制备空气净化功能纤维.原丝改良法又分为湿法和熔融纺丝法.[21-22]

湿法适用于聚丙烯腈、粘胶纤维,但此法存在光催化剂在纺丝液中易沉降、聚集和难分散等缺点,且粒径均一性要求很高.[23]熔融纺丝法适用于PET、PPT 和PA 等纤维材料.由于光催化反应发生在纤维表面,而掺入的粉末大多埋在纤维内,不能充分发挥光催化剂的光催化活性.为了让纤维中的光催化剂粒子尽可能露出纤维表面,发挥空气净化功能,需对纤维进行碱减量加工,但减量率一般不宜过高.[24]

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