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1、TiO2／ZnO及掺Ag＋水溶胶抗紫外性能研究第17卷第3期中原工学院2006年6月JOURNALOFZHONGYUANINSTITUTEOFTECHNOLOGYVo1.17No.3Jun.,2006文章编号:1671—6906(2006)03—0022—04TiO2/ZnO及掺Ag+水溶胶抗紫外性能研究汪青,楚艳艳,郑天勇,崔世忠(中原工学院,郑州450007))摘要:以钛酸丁酯和乙酸锌为前驱物,制备TiO一ZnO水溶胶.研究了TiOz与ZnO的掺杂比例和掺银量对溶胶抗紫外性能的影响.当TiO与ZnO的掺杂比例改变时,随着ZnO比例增加,溶胶抗紫外性能有所下降;对于掺银TiO~/ZnO溶胶
2、,当掺银量逐渐增加时,掺杂溶胶的紫外吸收性能有所增强.关键词:TiO一ZnO溶胶;抗紫外;紫外透过率中图分类号:TM711文献标识码:A目前,采用溶胶一凝胶技术制备Tio2溶胶对织物进行防紫外整理成为纺织领域研究的热点[1].虽然TiO2具有良好的抗紫外性能[3],但在制备其溶胶过程中,多是以盐酸为催化剂以增强溶胶稳定性,PH较低,会使棉织物的机械性能受损;其次,所使用的溶剂多为醇溶剂,不仅增加了成本,而且给工业化生产带来了较大的危险;再次,纯TiO2溶胶整理织物很难实现多功能.我们将二氧化钛纳米溶胶与氧化锌纳米溶胶进行复合及其掺入Ag的目的是制备抗紫外,抗静电,抗菌的多功能整理剂.TiO2
3、和Zn0具有抗菌作用,但其抗菌作用需在紫外光的照射下进行.将Ag掺入Ti02/ZnO的复合溶胶中,目的在于提高抗菌作用.但Ti02溶胶中掺人znO胶溶液及其在复合溶胶种掺人Ag+对溶胶的抗紫外性能是否有影响成为本文所关心的问题.本文是以钛酸丁酯和乙酸锌为前驱物,采用溶胶一凝胶法制备TiO一ZnO及其Ag复合水溶胶,研究Ti0与ZnO的掺杂比例对溶胶的稳定性及抗紫外性能的影响以及二者不同掺杂比例下掺银量对溶胶抗紫外性能的影响.1实验1.1原料和仪器原料:钛酸丁酯,上海市金山区兴塔美兴化工厂收稿日期:2006—05—12作者简介:汪青(1965一),女,河南信阳人,副教授.(化学纯);乙酸锌,北
4、京精求化工有限责任公司(分析纯);无水乙醇,中国宿州化学试剂厂(分析纯);冰乙酸,上海华彭实业有限公司(分析纯);乙醇胺,广东汕头市西陇化工厂(分析纯);蒸馏水.仪器:85—2磁力搅拌器;TU一1810紫外可见光分光光度计.1.2TiO一Zn0水溶胶的制备工艺以钛酸丁酯Ti(OCH.)和乙酸锌Zn(Ac)z?2H0为原料,制备TiO一Zn0水溶胶的工艺过程如图I所示.实验中将无水乙醇分成两部分,2/3与钛酸丁酯及冰乙酸充分混合,配置成滴加液,I/3与水,乙酸锌混合;冰乙酸也分为两部分,一部分作为钛酸丁酯的鳌合剂,另一部分作为Zn(0H)z胶溶剂;乙醇胺为沉淀剂,提供OH一.滴加完毕后,室温下
5、用85—2型磁力搅拌器搅拌1.5h,然后移入广口瓶中存放.2试验结果与讨论2.1TiO和ZnO的掺杂比例对溶胶抗紫外性能的影响测试上述不同比例溶胶的紫外透过率,其溶胶的紫外透过率曲线如图1所示.纯ZnO溶胶仅在很短一段波长内有抗紫外性能;掺入少量的钛之后,紫外吸收第3期汪青等:TiO:/ZnO及掺Ag水溶胶抗此外性能研究谱带增加许多,且随着钛的比例增大,溶胶的紫外吸收谱带逐渐变宽.这可能是由于胶溶法获得的ZnO溶胶颗粒太小,而导致纯ZnO溶胶抗紫外效果不好;当掺入Ti02后,Ti0z包覆在ZnO的颗粒上,使得溶胶颗粒增大,TiO.的比例越大,其浓度越大,包覆在ZnO胶粒上的TiOz就越多,形
6、成以ZnO为核,TiO.包覆在周围的结构,从而使溶胶的抗紫外性能随TiO.的比例增大而逐渐变好.圈1Ti02和ZnO的掺杂比倒对溶胶抗紫外性能的影响表1是同波长下不同比例溶胶的紫外透过率值.当波长为297nm时,除TiO2与ZnO掺杂比为0:10外,溶胶紫外透过率值随ZnO比例的减小而逐渐变小,但掺杂溶胶在297nm处的紫外屏蔽率都可达到99,因此,对于297nm波长,掺入ZnO对溶胶的抗紫外性能影响不大.波长为360nm和367nm时,溶胶紫外透过率都随ZnO比例减小而逐渐减小.同时,从表1也可以看出,掺入ZnO使溶胶的紫外吸收谱带有变窄的趋势,但在实验的过程中也发现,复合溶胶的稳定性却是
7、随着ZnO比例的增大而增强的.表l同波长不同比例溶胶的紫外透过率值2.2掺银量的影响在上述TiO.与ZnO比为3:7,5:5,7:3的溶胶前驱物中掺入Ag,加入量是占总重的0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,各溶胶的抗紫外性能见图2～图4.由图可知,TiO.与ZnO比为3:7时,紫外吸收谱带都随着掺银量增多而逐渐变宽.TiO.与ZnO掺杂比为5t5时,掺银量为0.19/6与不掺银时相比,紫外吸收谱带基本重
