纳米 TiO2／ACF 复合物制备的影响因素.pdf

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1、2014年第2期产业用纺织品功能性整理技术与助剂倡纳米ＴｉＯ／ＡＣＦ复合物制备的影响因素２李学佳傅海洪季涛（南通大学纺织服装学院，南通，２２６００７）摘要：研究纳米ＴｉＯ２／ＡＣＦ复合物制备中影响制得率的各个因素，探索纳米ＴｉＯ２／ＡＣＦ复合物制备的最佳工艺条件。结果表明，控制合适的浸泡温度、浸泡时间和涂层次数等工艺参数，可获得较高制得率的纳米ＴｉＯ２／ＡＣＦ复合物。关键词：纳米ＴｉＯ２，活性碳纤维（ＡＣＦ），复合物，影响因素中图分类号：ＴＱ３４２文献标志码：Ａ文章编号：１００４－７０９３（２０１４）０２－００４３－０３在保持纳米ＴｉＯ２光催化剂及ＡＣＦ（活性碳纤试剂有限

2、公司）；乙酰丙酮（分子式Ｃ５Ｈ８Ｏ２，分子维）各自优点的前提下，将纳米ＴｉＯ２光催化剂负载量１００．１２，分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。到ＡＣＦ上，可以使复合物具有吸附、光催化双重特试验用设备主要有７８-１型磁力加热搅拌器性。纳米ＴｉＯ２／ＡＣＦ复合材料在紫外光的照射下具（金坛市科析仪器有限公司）；Ｙ８０１Ａ型恒温烘箱有高效的光催化效果，可以用来分解有毒气体（如（常州纺织仪器厂）；ＨＨ-Ｓ型恒温水浴锅（金坛市甲醛、苯、氧化氮等），杀死其表面接触的细菌。该恒丰仪器厂）。材料在空气净化和杀菌抑菌方面有着重要的应用，1．2试验过程［１-２］１．２．１ＡＣＦ的预处理因此相关

3、的研究工作也颇有意义。本文通过溶胶—凝胶法制备出纳米ＴｉＯ２／ＡＣＦ将活性碳纤维毡剪成一定大小的方形试样，用复合物，计算复合物的制得率，并采用正交试验法清水对试样进行多次洗涤，以除去纤维中的杂质和研究浸泡温度、浸泡时间及涂层次数对复合物制备散纤维；然后将试样置于１００℃恒温烘箱中烘干；的影响。最后再将烘干后的纤维毡用无水乙醇进行二次清洗并干燥，以除去其中可能含有的不溶于水的杂１试验准备及过程质。１．２．２ＴｉＯ２溶胶的制备1．1试验材料及设备首先用量筒量取２０ｍＬ无水乙醇置于锥形瓶本试验用的ＡＣＦ是黏胶基活性碳纤维毡，其中，放在磁力搅拌器上；然后用滴定管取２ｍＬ钛酸比表面

4、积为１３００ｍ２／ｇ，厚度为２．５ｍｍ（江苏苏通四正丁酯，以１～２滴／ｓ的速度滴加到２０ｍＬ无水乙醇中，再以相同操作取０．５ｍＬ乙酰丙酮加入其碳纤维有限公司提供）；钛酸四正丁酯（分子式中；混合液使用磁力搅拌器搅拌１０ｍｉｎ，形成溶液Ａ。Ｃ１６Ｈ３６Ｏ４Ｔｉ，分子量３４０．３６，化学纯，国药集团化学用量筒量取７ｍＬ无水乙醇置于另一锥形瓶中，再取１ｍＬ蒸馏水加入其中形成溶液Ｂ。最后将溶液倡国家自然科学基金（５１００６０４６）；南通大学杏林学院科研基Ａ以１～２滴／ｓ的速度缓慢滴加到溶液Ｂ中，得到金（２０１２Ｋ１２０）［３］ＴｉＯ２溶胶，使用磁力搅拌器搅拌２４ｈ待用。收稿日期：２

5、０１３－０２－１６１．２．３ＴｉＯ２／ＡＣＦ的复合作者简介：李学佳，男，１９７４年生，副教授。主要从事纺织新材料的研究工作。用离心管取５ｍＬ配好的ＴｉＯ２溶胶，放在设置—４３—功能性整理技术与助剂产业用纺织品总第283期一定温度（２０～４０℃）的恒温水浴锅中；将在恒温表2优化试验结果记录烘箱中烘干至恒重的活性碳纤维毡取出，称其质量因素水平制得率／序号并记录数值（复合前质量）；然后将活性碳纤维毡ＡＢＣ％放入离心管中浸泡一定时间（５～２５ｍｉｎ），取出浸１１１１４２．９７泡好的纤维毡置于１００℃恒温烘箱中烘干１０ｍｉｎ，２１２２５５．４４完成第一次涂层。用离心管重新取５ｍＬＴ

6、ｉＯ２溶３１３３５６．４４４２１２５８．００胶，将完成第一次涂层的纤维毡放入其中浸泡，然５２２３５５．４２后烘干，完成第二次涂层。重复以上操作可进行不６２３１３８．８７同涂层次数的试验。将完成全部试验操作后的纤７３１３６０．４０维毡置于１００℃恒温烘箱中烘干至恒重，称其质量８３２１４０．３３并记录数值（复合后质量）。９３３２５１．３２试验中均是保持两个试验条件不变（如浸泡表3复合物制得率极差分析表时间、浸泡温度），只改变一个试验条件（如涂层次因素统计项数）得出的结果，每组试验有两个平行样，最后取ＡＢＣ［４-８］平均值。K１１５４．８５１６１．３７１２２．１７K２１５２．２

7、９１５１．１９１６４．７６２试验方案设计K３１５２．０５１４６．６３１７２．２６通过单因素试验，确定浸泡温度应控制在３０℃k１５１．６２５３．７９４０．７２以内，浸泡时间应控制在５～１５ｍｉｎ内，涂层次数k２５０．７６５０．４０５４．９２应控制在３次以内。设计正交试验因子水平如k３５０．６８４８．８８５７．４２［９］R０．９４４．９１１６．７０表１所示。表1因子水平编码表由以上试验数据可知因素与指标间的变化规律如下：浸泡温度Ａ／浸泡时间Ｂ／涂层次数Ｃ／水平浸泡温度由２０℃增加到３０℃，复合物制得率℃ｍｉｎ次逐渐下降；浸泡时间由