基于WO3/CuBi2O4负载的多功能织物的制备及其应用

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棉织物与我们的生活息息相关,具有穿着舒适,保暖且透气的优势,但是随着科技的进步和生活水平的提高,人们希望织物能够提供更好的体验和防护,功能性单一的棉织物的使用受到了限制。另一方面随着衣物支出大幅度增加,随之而来的大量洗涤剂的使用和水资源的浪费,造成了较大的环境压力。而多功能织物能够在提高人们的穿着体验的同时减缓环境压力。光催化剂技术是目前较为热门的污染物去除技术,将光催化剂负载于织物上,能够在保留织物原有特点的基础上,有效的赋予织物多种性能。本文通过制备WO3/CuBi2O4复合光催化剂,并将其负载于棉织物上,成功使织物具备优异的紫外防护能力、抗菌能力及自清洁能力,并且具有较好的耐洗性。本论文的主要工作如下:(1)通过水热法分别制备了WO3、CuBi2O4和WO3/CuBi2O4复合光催化剂,通过多种表征手段和降解罗丹明B的实验,证明成功构建了WO3/CuBi2O4 Z型异质结。在模拟光照90分钟后能够将罗丹明B溶液降解75%,是纯CuBi2O4降解效率的2.5倍,纯WO3降解效率的2倍。并通过自由基捕获实验和光电化学测试解释了其工作机理,说明有效提高了复合光催化剂的光响应范围,同时抑制了光生电子和空穴的复合,实现了光生载流子的有效分离,最终提升了其光催化性能。(2)利用反应釜水热法将催化剂负载于棉织物上,多种表征证明WO3/CuBi2O4光催化剂成功负载于棉织物表面,之后对棉织物进行紫外防护测试、抗菌能力测试和自清洁测试。结果表明,光催化剂的负载能够赋予织物较为优异的紫外防护能力,且对大肠杆菌、金色葡萄球菌和白色念珠菌都有较好的抗菌能力,最后在太阳光照射12小时后,光催化剂基本上能够将织物表面的罗丹明B染料降解干净,具有极好的自清洁能力。将织物反复洗涤50次后,织物的性能也表现的优异,说明其有较好的耐洗性和重复利用性,反映出极大的实际利用潜力。
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