銳鈦礦型納米TiO2在棉織物上的低溫原位生長及其抗紫外性能.pdf

1、由于結晶態(tài)的二氧化鈦具有很多優(yōu)異的特性和應用前景，如可用作光催化劑、光電劑、氣敏元件、電致顯色裝置等，因此日益受到人們的關注。納米二氧化鈦粒子的尺寸小、比表面積大、表面原子比例高、懸掛鍵較多等特點，使得界面極化和多重散射成為其重要的吸波機制，使其具有很高的光電性能。二氧化鈦有三種晶體結構：板鈦礦型、銳鈦礦型和金紅石型，其中以銳鈦礦型的光化學活性最好，應用也最廣泛。銳鈦礦型TiO2薄膜具有良好的紫外屏蔽、紅外吸收、光催化等性能，將其應用于

2、紡織品上，可賦予紡織品抗菌、抗紫外、抗靜電、自清潔等特殊功能，具有很廣闊的發(fā)展前景。
　　 一般來說，制備銳鈦礦型納米二氧化鈦薄膜的方法主要有溶膠一凝膠法、直流磁控反應濺射法、水熱法和化學沉積法等。但是，這些方法都有一個共同的缺點，就是需要高溫煅燒才能生成銳鈦礦型的納米二氧化鈦薄膜。但是由于紡織品、塑料等材料不耐高溫，要想在其上獲得透明的銳鈦礦型納米二氧化鈦，必須采用低溫制備方法。
　　 在低溫下以硅片、玻璃、陶瓷為載體

3、制備銳鈦礦型TiO2薄膜已有不少報道，如Y.Kotani等人在薄硅片上制得了無定型的SiO2-TiO2復合凝膠膜后，將膜在沸水中處理一定時間，獲得了銳鈦礦型納米TiO2薄膜。但在紡織品上低溫生成銳鈦礦型TiO2薄膜的研究報道還很少。
　　 本文借鑒Y.Kotani等在硅片上制備銳鈦礦型納米TiO2的方法，以在棉織物上獲得銳鈦礦型納米TiO2。考慮到銳鈦礦型納米TiO2具有很好的紫外吸收性能，如在織物上生成，織物的抗紫外性能必然大

4、大提高。因此本實驗以織物的抗紫外性能好壞作為是否有銳鈦礦型納米TiO2生成的前期判斷依據(jù)。
　　 本論文先完全采用Y.Kotani等制備銳鈦礦型納米TiO2的方法，制備了SiO2-TiO2復合溶膠并將其整理在棉織物上，發(fā)現(xiàn)其對棉織物的紫外防護性能的提高作用不大。在此基礎上，本文改變了制備溶膠時的Ti/Si、鹽酸用量、聚醚多元醇的種類和用量、乙醇的用量，并討論了這些因素對溶膠粒徑、紫外吸光度和對整理后棉織物紫外防護性能的影響，確定

5、了一種能較好地提高棉織物紫外防護性能的溶膠制備方法。接著，本論文還討論了后整理工藝中溶膠濃度、超聲波振蕩時間、水熱處理時間等因素，確定了能有效提高棉織物紫外防護能的較佳工藝。
　　 將采用較合理配比制備的溶膠通過較佳后整理工藝整理在棉織物上后，織物的紫外防護性能得到了很大提高，且隨水洗次數(shù)的增加織物的UPF值逐漸增大，這說明生成的TiO2薄膜與織物具有較好的結合牢度。整理后織物的抗靜電性能也有所改善，但織物手感發(fā)硬，斷裂強力和斷

6、裂延伸率也有一定程度的下降。此外，本文還對自制SiO2-TiO2復合溶膠和市場上反應較好的汽巴TINOFAST CELliq產品、上海湛和貿易有限公司的ULS-1700產品進行了抗紫外性能對比。
　　 采用較合理配比制備SiO2-TiO2復合溶膠后，再采用較佳后整理工藝按“浸軋（軋液率50％）→室溫晾干→沸水中水熱處理（20min）→室溫晾干”步驟將溶膠重復整理織物5次后，在棉織物上獲得了結晶度較好的粒徑為30nm左右的銳鈦礦型