中药虎杖、决明子和贯众为常用中药，色素含量高，价格低廉，并且具有抗氧化、抗菌、驱虫等效果，目前在医学应用上已相当广泛，而在织物染色方面尚未被开发应用。其天然色素与环境相容性好，具有保健功能，因此本文用虎杖、决明子和贯众的天然色素作为天然染料在棉织物上的应用意义重大。本文通过一系列实验对上述三种天然染料的提取、成分分析、染色工艺参数优化及其色牢度改善等方面进行了系统研究，取得了比较理想的效果，并实现了在棉织物上的成功应用。主要研究内容如下： 1天然染料的提取及其有效成分分析对提取工艺参数(促进剂ZS-1用量、乙醇浓度、温度、时间以及超声波功率)等进行优化，得出了虎杖、决明子和贯众常规提取工艺以及超声波提取工艺的最佳工艺参数。 对虎杖、决明子和贯众天然染料的pH、温度和光照稳定性进行了研究，发现各染料的吸收光谱随着pH的增大而红移；虎杖和贯众的温度和光照稳定性好；决明子在80℃以下稳定性好，染料需避光保存。 利用高效液相色谱法对虎杖和决明子提取物的主要成分及含量进行了测定，发现虎杖、决明子主要成分为蒽醌类化合物：大黄酸、大黄素、大黄素甲醚、大黄酚，其色素含量分别如下： 虎杖：大黄酸160.28mg/L、大黄素299.6mg/L、大黄素甲醚10.28mg/L。 决明子：大黄酸90.8mg/L、大黄素109.2mg/L、大黄酚93.4mg/L。 2棉织物化学改性及其天然染料染色对棉织物进行了阳离子化改性处理，以提高其在棉织物上的上染率。通过对改性剂G用量、烧碱用量、温度和时间的正交和单因素实验得出改性优化工艺为：改性剂G用量10％(o.w.f)、NaOH用量10g/L、温度80℃、时间30min。对改性前后织物进行了FT-IR分析。 通过正交和单因素试验对各天然染料上染改性棉织物的浓度、pH、温度和时间等主要影响因素进行了考察，得出了虎杖、决明子和贯众天然染料的优化染色工艺。 3染后处理以及牢度测定一方面以GPTS为原料，采用溶胶凝胶法制备纳米溶胶固色剂，通过对溶胶粒径的测定以及色牢度实验分析，优化出溶胶的制备工艺以及固色工艺。实验结果表明，采用溶胶固色剂可有效提高色牢度0.5-1级。 另一方面选用交联固色剂进行了后处理，对固色工艺参数进行了优化，同时对交联固色的染料和织物进行了红外光谱分析，结果表明交联固色剂与天然染料上的羟基反应性基团发生了醚化反应，封闭了部分羟基，交联固色剂与纤维素纤维中的羟基等基团发生交联反应。采用溶胶固色剂可有效提高色牢度0.5-1级。