ZnO/SiO2复合微粒制备及纤维基防紫外超疏水表面构筑

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纤维基防紫外超疏水表面材料既具有超疏水表面特殊的浸润性,又具有普通超疏水表面所不具备的防紫外线特性,在军用帐篷、救灾帐篷、建筑工业、民用及产业用纺织品等领域具有重要的潜在应用。然而,关于在纺织品表面实现防紫外与超疏水功能协同共存的文献报道比较鲜见。本研究在综合分析纤维基超疏水表面及紫外线防护材料研究进展的基础上,开展了以下三个方面的工作:制备功能化的ZnO/SiO2核/壳结构纳米颗粒,并将其负载于涤纶织物纤维表面,然后采用十六烷基三甲氧基硅烷对织物进行低表面能疏水化处理,获得具有紫外线防护功能的超疏水涤纶纺织品。采用透射电子显微镜、ζ电位测试仪对纳米颗粒进行表征;采用扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计等对织物进行测试。研究ZnO/SiO2纳米颗粒核/壳结构的形成机理,以及SiO2壳层包覆对ZnO光催化作用的屏蔽效应;探索ZnO/SiO2颗粒在纤维表面的引入对织物紫外线防护性能和疏水性能的影响规律;建立纳米颗粒负载法制备纤维基防紫外线超疏水功能表面的方法。通过水热法在涤纶纤维表面生长不同形貌的ZnO,并采用层层组装法在ZnO表面包覆SiO2壳层,然后采用十六烷基三甲氧基硅烷对织物进行低表面能疏水化处理,获得防紫外线超疏水功能纺织品。采用扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计等对织物进行了测试。研究ZnO水热生长液中前驱体的浓度影响纤维表面ZnO形貌演变的规律;研究ZnO在纤维表面的生长以及SiO2包覆影响织物紫外线透过率和织物表面润湿性能的规律;建立在纤维表面水热法生长ZnO构筑防紫外线超疏水功能表面的方法。采用染料直接湖蓝5B和活性艳红K-2BP作为被催化降解对象,研究织物表面水热法生长的ZnO在紫外线照射下对有机物质的光催化作用。结果表明,织物表面生长的ZnO对染料具有一定的光催化降解作用,但是对于不同结构的染料,其降解程度存在明显差异。该工作进一步证实了在上述两项工作中,采用SiO2对ZnO进行包覆以屏蔽ZnO光催化作用的必要性,也为采用纺织品负载ZnO光催化剂开展染料废水处理研究提供了一条新的途径。
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