氧化纖維素負載敏化二氧化鈦的制備與性能研究.pdf

1、本文首先用高碘酸鈉對纖維素進行選擇性氧化，再用高錳酸鉀進一步氧化，獲得局部氧化的雙羧基纖維素，然后在二氧化鈦懸濁液里超聲處理而負載二氧化鈦，最后用葉綠素銅鈉溶液浸泡，獲得負載有敏化二氧化鈦的纖維素材料。通過實驗確定了較合理的參數(shù)值：高碘酸鈉濃度為0.05 mol·L-1時，在40℃下對纖維素氧化4 h，然后在60℃下氧化40 min；40℃下，高錳酸鉀（0.4 mol·L-1）氧化20 min；二氧化鈦處理時，超聲兩次，二氧化鈦含量為0

2、.0120 g·(50 mL)-1；葉綠素銅鈉含量為0.0100 g·(50 mL)-1，敏化時間為10 h。通過傅里葉紅外光譜（FTIR），熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM），X射線衍射（XRD）等表征手段可以確定二氧化鈦較均勻地負載在纖維素非織造布上，且其表面被葉綠素銅鈉敏化。
　　對制備的材料進行性能測試，包括：光催化性能，耐皂洗牢度，抗紫外性能，熱性能。（1）光催化降解羅丹明B，當(dāng)降解時間為1 h時，降解速率開始增大，因

3、為當(dāng)時的太陽光強度增大，同一時刻下，可見光和紫外光數(shù)量增多，有利于提供充足的光能；當(dāng)光降解時間為3h時，負敏材料（負載敏化二氧化鈦的氧化纖維素材料）將羅丹明B完全光催化降解，而鈦（二氧化鈦納米顆粒）和負鈦材料（負載二氧化鈦的氧化纖維素材料）作用下的最后殘存率分別為89.0％、71.0%。負敏材料響應(yīng)太陽光的能力較強，提高了對太陽光的利用率。經(jīng)洗滌15次以后，負敏材料3.5 h將羅丹明B完全降解，說明其依然有較好的光催化降解羅丹明B的能力

4、。（2）光催化降解甲醛溶液，在日光燈下，負敏材料對甲醛的降解能力最強，5 h后，甲醛去除率達到28.9%，而鈦和負鈦材料的去除率都小于10.0%。經(jīng)洗滌15次后，負敏材料的去除率為23.2%，仍然有較強地去除甲醛的能力。（3）皂洗色牢度，當(dāng)洗滌3~18次后，色牢度均能達到3~4級。（4）抗紫外性能，洗滌15次后，材料的抗紫外性能降低，但仍然具有較好的抗紫外效果。（5）熱重曲線（TG）分析可知，原樣品和負敏材料的最后殘留率分別為11.6%

5、，21.0%，而負敏材料中敏化二氧化鈦占的比重約為3.1%，表明負載在纖維素材料上的敏化二氧化鈦阻燃作用明顯。熱重微分曲線（DTG）分析可知，在初始降解階段，負敏材料的失重速率較快；在主要降解階段，原樣品的降解速率迅速增大，很快超過負敏材料；降解速率最大值超前33℃，說明敏化二氧化鈦催化了纖維素反應(yīng)；殘渣降解階段，負敏材料的降解速率高于原樣品，但降解最大速率滯后10℃，說明敏化二氧化鈦在第二階段催化纖維脫水成炭，但生成的碳質(zhì)殘渣在高溫不