基于金属纳米粒子的天然纤维织物多功能化

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时代飞速发展,人们对纺织品除了要求时尚、舒适、透气、保暖等基本功能外开始逐渐关注其性价比,希望在较合理的价格下能尽可能拥有更多的实用性能。功能复合纳米纺织品结合两种及两种以上材料的优势不断被制备或改进能较好的满足当今人类的需要。蚕丝和棉作为天然纤维的代表,其性能优越、来源充裕且绿色安全是制造纺织品的主要原料。贵金属纳米粒子铂、钯、金由于其特殊的光学性质-局域表面等离子体共振能够作为染料赋予织物鲜艳多彩的颜色,另外,在着色的同时使得织物具有其他功能性。本文旨在采用水浴加热的方式在天然纤维蚕丝和棉上原位合成铂、钯以及金纳米粒子获得一系列功能性复合纳米纺织品,并进行色牢度、抑菌、防紫外、催化等性能方面的研究。本文主要从以下三个方面展开工作:
  1.蚕丝织物上原位合成铂纳米粒子及其功能化。
  利用铂纳米粒子与丝绸复合赋予织物相应的色彩和功能性。通过水浴加热纳米粒子在蚕丝织物上原位合成铂,并对复合织物的着色情况、催化性能和抗菌活性进行考察分析。铂纳米粒子在织物上的原位生成受铂离子浓度,溶液pH值和反应温度的影响。所获得的复合织物表现出相当好的洗涤色牢度和优异的耐摩擦色牢度。同时,经铂纳米粒子处理的蚕丝织物具有出很好的催化性能和抗菌性活性。
  2.棉织物上原位合成钯纳米粒子及其功能化。
  利用钯纳米粒子与棉织物复合赋予织物相应的色彩和功能性。利用热处理方法在棉织物上原位合成钯纳米粒子,通过K/S曲线分析了棉织物的着色情况,同时利用SEM和XPS表征复合后棉织物的显微形态和化学组分。钯纳米粒子在织物上的生成与钯离子浓度,溶液pH值和反应温度密切相关。复合织物表现出良好的洗涤色牢度和优异的耐摩擦色牢度。UPF测试结果表明复合织物具有很强的抗紫外性能,同时该复合纺织材料能够作为催化剂加速硼氢化钠还原4-硝基苯酚的反应。
  3.基于复合纳米粒子的蚕丝织物多功能化。
  在丝绸织物上实现金纳米粒子与二氧化钛纳米粒子的复合组装,获得金纳米粒子LSPR增强二氧化钛纳米粒子光催化活性的织物。通过K/S曲线和UV-Vis反射光谱分析染色后蚕丝织物的光学性质。利用SEM和XPS对复合织物的微观性质进行表征,证实了金纳米粒子和二氧化钛纳米粒子成功组装至蚕丝织物上。染色后的蚕丝织物具有很好的光催化活性和抗紫外性能,且对比传统染料上染的织物具有更好的光照色牢度。
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