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其光催化凈化機理步驟如下[19]:

3 空氣凈化功能織物的制備方法

空氣凈化功能紡織品的制備方法可分為后整理法和原絲改良法.后整理法是指先制備穩定光觸媒分散懸浮液,然后對織物進行常規的后整理(浸軋或涂層)的方法.[20]該法適用的纖維和紡織材料范圍廣泛,天然纖維、化學纖維和混紡織物都能采用.根據光催化劑的制備和織物整理是否連續,后整理法又分為粉體分散負載法和原位復合法.

3.1 粉體分散負載法

粉體分散負載法是指將納米級成品光催化劑粉體分散,然后用浸軋法或涂層法對織物進行整理.其常用工藝為:制備穩定光催化劑分散液→二浸二軋或涂層→預烘→焙烘→后處理.董永春等人對織物進行二浸二軋光觸媒水分散液(軋液率75%)后,采用100 ℃預烘2 min,170 ℃焙烘2 min 的工藝,將光觸媒負載于織物表面.[13]27楊建忠等人將織物試樣浸泡在一定浴比的納米TiO2整理液中,5 min 后取出,一浸一軋(軋液率70%),100 ℃預烘,再升溫至160 ℃焙烘2 min,冷卻至室溫,測試了該織物的空氣凈化性能.[17]62此法優點是工藝簡單,易于加工,缺點是光催化劑在偶聯劑或者粘合劑作用下易在織物表面發生嚴重團聚,降低其光催化活性.

3.2 原位復合法

在原位復合法中,采用溶膠-凝膠技術制備穩定的納米TiO2溶膠,再對織物進行涂層或浸軋處理,然后在一定條件下實現光催化劑在織物上由無定形態轉化為定形態,光催化劑晶型轉換需要在200~300 ℃下才能實現,由于大部分纖維織物不耐高溫,限制了此法的應用.實現光催化劑在低溫下完成晶型轉化是當前研究的熱點.何瑾馨等人在國內率先開展了這方面的研究,已經取得了一定的成效,實現了TiO2在織物上100 ℃以下從無定形態向高活性的銳鈦礦型的轉換.

3.3 原絲改良法

原絲改良法是指在紡絲過程中,將光催化劑添加到聚合物紡絲原液中,均勻混合后進行紡絲,該法適用于化學纖維制備空氣凈化功能纖維.原絲改良法又分為濕法和熔融紡絲法.[21-22]

濕法適用于聚丙烯腈、粘膠纖維,但此法存在光催化劑在紡絲液中易沉降、聚集和難分散等缺點,且粒徑均一性要求很高.[23]熔融紡絲法適用于PET、PPT 和PA 等纖維材料.由于光催化反應發生在纖維表面,而摻入的粉末大多埋在纖維內,不能充分發揮光催化劑的光催化活性.為了讓纖維中的光催化劑粒子盡可能露出纖維表面,發揮空氣凈化功能,需對纖維進行堿減量加工,但減量率一般不宜過高.[24]