纳米光触媒在纺织品上的应用

    纳米级光触媒在生活中应用广泛，特别是在在纺织品上方面的应用个别国家广泛，在这里中康新材料为大家详细介绍下纳米光触媒在纺织品上的应用。

    正是由于纳米ＴｉＯ２具有的特殊的光催化特性，赋予了其在纺织领域发挥重要的作用。将纳米光触媒ＴｉＯ２处理到纺织品上，使织物具有光催化的功能，获得降解ＶＯＣ、消除异味、抗菌、防污以及自清洁等功能。这种光触媒功能织物可用于室内家纺用品，也可用于服装面料。

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１.抗紫外纺织品紫外线具有杀菌消毒、促进维生素Ｄ合成的功能。但如果照射过量，过量的紫外线引起光化学反应，可使人体机能发生一系列变化，尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害，一般紫外线分为短波（ＵＶＣ：１００-２８０ｎｍ）、中波（ＵＶＢ：２８０-３２０ｎｍ）、长波（ＵＶＡ：３２０-４００ｎｍ）。研究表明，对人体造成伤害的主要是ＵＶＡ和ＵＶＢ，可严重灼伤暴露皮肤，引发光毒性和光变态反应，最后进一步演化为皮肤癌。据美国皮肤癌学会杂志调查，越来越多的３５岁以下的年轻人受日光性皮炎的折磨，每年有６０万人染上皮肤癌，万余人死亡。据调查，世界上皮肤癌发病率以１０％的速度逐年上升。这些都与臭氧层减少有关，臭氧层每减少１０％，人类皮肤癌发病率将增加２６％。因此，纺织品进行抗紫外线整理已经到了刻不容缓的地步。根据光学原理，紫外线照射到织物上，部分被反射，部分被吸收，部分透过织物。增强织物对紫外线的反射或吸收，就能达到织物抗紫外线的功能。纳米光触媒ＴｉＯ２颗粒具有很好的反射和吸收紫外线的能力，在聚合或纺丝的过程中加入纳米粉体，使其渗入到纤维内部，达到抗紫外的效果；也可在后整理过程中，将纳米粉体加入到浸轧液或涂层剂中，进行浸轧或涂层整理，使纳米粉体进入纤维间隙之中或在织物表面形成一层薄膜，达到抗紫外线的目的。沈勇等采用化学方法对纳米ＴｉＯ２表面进行化学修饰，在多羟基的有机溶剂中，加入适量的高分子分散剂搅拌，再加入纳米ＴｉＯ２粉末，进行超声分散，制成具有反应性基团的简单纳米有机化合物，并对整理到棉织物上的方法以及抗紫外线的性能进行了研究。将漂白平布用可溶性还原桃红ＩＲ染色，利用光敏性染料的感光活性对织物紫外透射率进行测定。将整理后的织物和对照织物分别覆盖在染色布上，用标准紫外光源高压汞灯曝光，以未曝光的染色布为标样，在测色配色仪上测定曝光后染色布的色度值和色差值。实验表明，经过纳米ＴｉＯ２整理的织物，抗紫外性能有显著提高。王明勇等以钛醇盐为前躯体，采用溶胶-凝胶法制备出二氧化钛纳米溶胶。先将钛醇盐溶于乙醇等有机溶剂中，严格控制酸度、前躯体用量、反应速度等条件，使钛醇盐水解，生成１ｎｍ左右的粒子并形成均一稳定的溶胶，并对白色纯棉府绸进行整理，赋予了棉织物良好的抗紫外性能。

２.抗菌纺织品从１９９６年日本爆发Ｏ-１５７大肠杆菌事件，以及２００３年我国爆发的ＳＡＲＳ事件以来，世界范围内都越来越重视光触媒抗菌产品的开发。服用纺织品在人体穿着的过程中，不可避免会沾染汗液、皮脂和其他分泌物，同时也会被环境沾污，细菌等各类微生物就在这些纺织品上滋生。纳米ＴｉＯ２抗菌纺织品在紫外线的照射下，依靠光催化作用，将细菌等有机物氧化成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，实现了抗菌效果。江海风等人采用涂层整理的方法，以光合细菌作为标底物对经过涂层整理的布料进行抗菌性实验，探讨了涂覆ＴｉＯ２的织物的抗菌性能。实验表明，整理后织物抗菌性能较强，灭菌率达到９７％以上。鞠剑峰等通过溶胶凝胶法制备出ＴｉＯ２／ＳｉＯ２凝胶，再掺杂金属银离子，制成Ａｇ＋／ＴｉＯ２-ＳｉＯ２复合材料，通过浸轧焙烘的方法整理到纺织品上，抗菌实验采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为菌种，结果表明复合材料整理后的织物具有明显的抗菌效果，抑菌圈达到１７-１８ｍｍ。

３.空气净化纺织品空气中的污染物主要是挥发性有机化合物，包括汽车尾气、工业排放的有害气体、室内家具释放出的醛类有害气体、吸烟时产生的刺激性气体等。将纳米ＴｉＯ２整理到室内纺织品上，如地毯、窗帘和垫子等，或者整理到汽车内装饰材料上，可利用光催化特性降解室内空气环境中的有害物质，这对于改善人们的居住生活环境，提高人们的健康水平具有十分重要的意义。日本率先在营运车辆内部采用涂覆纳米ＴｉＯ２光催化膜的方式进行车内空气净化。

４.自清洁纺织品在光照条件下，纳米光触媒表面均匀分布着分离开的纳米级的亲水区和亲油区，宏观上纳米光触媒表面表现出亲水和亲油性。停止光照后，化学吸附的羟基被空气中的氧取代，又从亲水状态回到疏水状态。光触媒就能在光和空气中的水的作用下，将纺织品表面的灰尘和油污等去除，达到自清洁的作用。何燕芬等人针对不需要经常洗涤或洗涤要求较高的高档毛针织服装，开发研制出一种复合纳米自清洁整理剂，并总结出适合于毛针织企业实际生产的整理工艺方法。张路遥等人通过浸-轧工艺将二氧化钛用于织物的自清洁整理，并根据国内外现状，自建了自清洁纺织品测试体系。Ｂｏｚｚｉ等人则研究了经射频等离子体、微波等离子体和真空紫外线预处理的漂白棉织物和丝光棉织物，经金红石型光触媒ＴｉＯ２整理低温日光照射后的自清洁性；并通过透射电镜（ＴＥＭ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等方法进行表征，对纳米ＴｉＯ２粒径大小、用量对自清洁性的影响进行研究。同时也对羊毛／锦纶混纺织物和涤纶织物的自清洁性进行了研究，探索较佳的光触媒整理温度。

５.其它功能纺织品此外，在化学纤维中加入纳米光触媒粉末，可以产生良好的静电屏蔽作用，可改善化学纤维的抗静电性能。赵海洋，杨金波等人还研究了纳米氧化物对纯棉织物抗皱整理效果的影响规律，纳米ＴｉＯ２对树脂和纤维素的交联起了催化作用。在纳米ＴｉＯ２对纯棉织物的抗皱整理过程中，既有传统催化剂的催化作用，同时又有纳米ＴｉＯ２的协同催化效果，实验结果表明，在一定浓度范围内，经纳米ＴｉＯ２催化的织物折皱回复角高于未加纳米ＴｉＯ２时的折皱回复角。