鐵鈣雙核型媒介的間接電化學(xué)還原機理及在還原染料染色中的應(yīng)用.pdf

1、由于還原染料具有優(yōu)異的日曬、水洗、耐氯漂等各項色牢度，國內(nèi)外對其需求是越來越大，尤其靛藍被廣泛應(yīng)用于牛仔布的染色生產(chǎn)。但是此類染料都不溶于水，需經(jīng)過還原過程生成可溶性的隱色體才能實現(xiàn)染色。傳統(tǒng)染色方法是以保險粉，燒堿等作為化學(xué)還原劑使染料還原后進行染色。但會產(chǎn)生大量硫酸鹽廢水及二氧化硫有毒氣體，不符合綠色工藝要求。目前各國都在嘗試著去開發(fā)環(huán)境友好性的還原體系，其中清潔干凈，易于實現(xiàn)自動控制的電化學(xué)還原染料染色技術(shù)是目前生態(tài)還原領(lǐng)域中最具

2、吸引力，也是未來發(fā)展的主要方向。
　　 在以往的研究中，人們大多數(shù)使用Fe3+-三乙醇胺單核絡(luò)合物作為間接電化學(xué)還原染色的媒介，本論文提出以鐵鈣雙核絡(luò)合物作為電化學(xué)還原染色的媒介，相比以往文獻公布的單核鐵胺絡(luò)合物，不僅增強了還原媒介與電極之間的吸附，同時使還原電位負移了近-100mV，提高了電化學(xué)還原的速率和效率。
　　 采用循環(huán)伏安法研究了鐵鈣雙核絡(luò)合物在玻碳電極上的電化學(xué)行為。結(jié)果表明:鐵鈣雙核絡(luò)合物在玻碳電極上的電

3、化學(xué)還原過程為受擴散控制的準可逆過程。加入染料以后，鐵鈣雙核絡(luò)合物對染料的電化學(xué)反應(yīng)符合EC反應(yīng)機理，即鐵鈣雙核絡(luò)合物先從陰極得到電子，再把電子傳遞給染料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。上述反應(yīng)過程通過掃描電鏡、元素分析等測試方法對經(jīng)過電化學(xué)還原工藝處理后的電極表面進行表征，也佐證了這一結(jié)論。通過紅外光譜分析，證實了氫氧化鐵沉淀主要是通過與三乙醇胺上的-OH官能團發(fā)生配位反應(yīng)，形成鐵胺絡(luò)合物。
　　 將鐵鈣雙核絡(luò)合物為媒介，成功地實現(xiàn)對靛藍染料的

4、電化學(xué)還原。通過正交實驗及單因素實驗討論了電化學(xué)還原過程中各因素對氧化峰電流、K/S值、電流效率的影響，得出了鐵鈣雙核絡(luò)合物的最佳電化學(xué)還原染色工藝條件硝酸鐵質(zhì)量濃度10g/L，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為9g/L，三乙醇胺質(zhì)量濃度為35g/L，硝酸鈣濃度為7g/L，在工作電極面積為30cm時，電化學(xué)還原時間為50min，工作電壓為5V，循環(huán)次數(shù)5次。還研究了染料濃度、保險粉濃度、氫氧化鈉濃度、浸染時間、氧化時間、浸染次數(shù)對傳統(tǒng)保險粉還原染色效果

5、的影響，結(jié)果表明，染料濃度2g/L、氫氧化鈉濃度2g/L、保險粉濃度為4g/L、染色時間為50s、氧化時間為3min可獲得與傳統(tǒng)染色相似的結(jié)果。
　　 選取各種不同的還原染料，分別采用上述兩種最佳工藝對其進行染色，比較其在染色深度、勻染性、染色牢度等方面的差異，研究表明:電化學(xué)還原染色和傳統(tǒng)保險粉還原染色法相比，都具有較好的皂洗牢度，優(yōu)良的干、濕摩擦牢度。
　　 由于電化學(xué)還原染色采用電能提供電子還原染料，不僅降低了染色