棉织物基负载功能性纳米粒子制备及其性能研究
随着时代的进步和社会的发展，纺织品在我们的日常生活中扮演着越来越关键的角色。其应用范围不断地被拓展，因此开发功能性纺织品已经成为当今社会的发展趋势。而在功能纺织品领域，功能性纳米粒子的制备中，如何将纳米粒子均匀固着在织物表面，赋予织物特殊的性能，并使其性能更加持久，已然成为当前研究的热点。由于纳米粒子本身对织物没有吸附力，难以固着在织物表面，导致与织物结合牢度差，织物功能下降。因此提高纳米粒子在织物表面的附着力对于功能纺织品有着及其重要的意义。本课题利用多巴胺对棉织物表面改性，然后进行功能性整理，实现织物在不同领域的应用。主要工作内容如下： （1）在这项工作中，我们采用了一种简单的方法来制造多功能的三维过滤棉织物。在聚多巴胺（PDA）模板过滤棉织物上原位水热生长银纳米粒子（AgNPs），并在其表面装饰1-十二硫醇，以实现高效的油水分离、抗菌和光催化性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对功能化过滤棉织物的外观形貌和结构特征进行了表征。它具有良好的超疏水性能，水接触角（WCA）为152.5°，油水分离效率高。此外，三维过滤棉织物还具有对大肠杆菌的有效抗菌性能。通过对4-硝基苯酚（4-NP）的还原，评价了功能化过滤棉织物的催化活性，并对其进行了良好的重复使用。结果表明该多功能三维过滤棉织物能够有效地去除废水中的油脂和染料，在许多领域具有广阔的应用前景。 （2）室内装饰对人体健康至关重要的甲醛（HCHO）的降解需求越来越大。为了开发环境友好的HCHO降解材料，在聚多巴胺（PDA）模板的棉织物上原位生长了二氧化锰纳米粒子（MnO2NPs）。采用扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱（SEM-EDX）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对Cotton/pDA/MnO2织物的形貌、元素组成和晶体结构进行了表征。在自搭建的密闭反应器中对Cotton/pDA/MnO2织物中HCHO的吸附和降解进行了研究，并通过循环实验评价了吸附的稳定性。结果表明，经过2次循环后，20min内HCHO的去除率可达100%，表明所制备的织物对HCHO的吸附具有良好的稳定性。将吸附了HCHO的Cotton/pDA/MnO2织物放在太阳光和紫外线灯条件下照射，通过CO2探测器检测装置中CO2浓度的变化来评价HCHO的降解。结果表明，在太阳光和紫外线灯照射条件下，甲醛可以完全分解成CO2，甲醛降解MnO2NPs涂层织物在室内装饰中有潜在的应用前景。
棉织物;纳米粒子;功能改性;聚多巴胺
武汉纺织大学
硕士
纺织科学与工程
程德山
2022
中文
TS195.5;TB383
2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）