靛蓝作为牛仔面料染色的重要染料,因其不溶于水,传统染色常使用连二亚硫酸钠(保险粉)作为还原剂将染料还原为易溶于水的隐色体,这种方法保险粉消耗大、染色工艺复杂,并且产生大量色泽深、碱性大、难降解物多的含硫酸盐和亚硫酸盐废水,增加污水处理负担。为了克服这些问题,采用绿色环保、易于实现自动控制的间接电化学法进行靛蓝染料还原染色成为当前研究的热点之一。先前研究一般都是基于特定三价铁盐与配体构成络合体系,而采用二价铁盐直接作为媒介的研究甚少,且不同价态铁离子络合体系下的可及还原电位、铁离子自身转化率及靛蓝染料还原率和染色性能之间的构效关系和作用机制尚未有过研究。基于此,本论文提出以Fe(Ⅱ)-葡萄糖酸钠(DGS)-Abal B协同络合体系为氧化还原媒介,对靛蓝染料进行间接电化学还原染色,Fe(Ⅱ)直接作为还原媒介应用于靛蓝染料间接电化学染色,可实现染料的快速还原,极大的提高了电化学还原速率与效率。具体研究内容和结果如下:采用具有较强耐碱性和电导性的Abal B与葡萄糖酸钠作为配体,与三价铁离子、二价铁离子形成络合体系,通过正交试验结合均值和极差分析确定不同浓度配体对配体络合体稳定性(硫酸铁及硫酸亚铁络合值、CV值及浊度)的影响程度,进一步采用灰色聚类分析法优化不同价态铁离子络合体系中各组分浓度。结果表明:氢氧化钠浓度对配体溶液对二价铁离子的络合能力及络合体溶液浊度的影响最大;葡萄糖酸钠浓度对二价铁离子络合体溶液耐硬水稳定性的影响最大。葡萄糖酸钠浓度对配体溶液对三价铁离子的络合能力及络合体溶液浊度的影响最大;氢氧化钠浓度对三价铁离子络合体溶液耐硬水稳定性的影响最大。采用循环伏安法研究了靛蓝在Fe-DGS-Abal B媒介中的电化学行为,结果表明:Fe(Ⅱ)-DGS-Abal B体系展现出更高的氧化峰电流和还原峰电流,且氧化峰电位负移,还原峰正移。而加入染料后各体系下还原峰电流和氧化峰电流均有提高,随着扫描速率的提高,Fe(Ⅱ)-DGS-Abal B体系下氧化还原峰电流也随之提高。选择不同价态的铁盐作为媒介分别与不同配体形成协同络合体系对靛蓝染料进行间接电化学还原,并探讨了不同浓度组分硫酸亚铁/硫酸铁对靛蓝间接电化学还原性能的影响,结果表明:硫酸亚铁作为媒介、葡萄糖酸钠、Abal B作为配体所形成协同络合体系配位体溶液更稳定,体系还原性能更优。硫酸亚铁-葡萄糖酸钠-Abal B协同络合体系作为媒介,成功实现了对靛蓝染料的电化学还原。通过单因素实验讨论了电化学还原及染色过程中各因素对氧化峰电流、染料还原率及K/S值得影响,得到的最优电化学还原工艺条件为:靛蓝2.5 g/L,硫酸亚铁10 g/L,葡萄糖酸钠8 g/L,Abal B 7 g/L,氢氧化钠30 g/L,在此条件下,染料还原率最高达90%。最优电化学染色工艺条件为:媒介浓度倍数1.75倍(靛蓝3 g/L,硫酸亚铁14 g/L,葡萄糖酸钠10.5 g/L,Abal B 8.75 g/L,氢氧化钠35 g/L),外加电压12 V,还原时间40 min,阴极电极面积15 cm~2,在此条件下,可获得与传统染色相当的结果。采用响应面设计法对Fe-DGS-Abal B协同络合体系靛蓝间接电化学还原工艺进行优化,优化后靛蓝还原率达91.4%。并对优化后的工艺与传统保险粉还原工艺进行对比,结果表明:在优化的电化学还原染色工艺下,染色棉织物K/S值达12.53,比传统染色工艺提高9.43%,且色牢度与传统染色工艺基本一致。此外,电化学还原染色的染液循环可利用性明显优于传统保险粉染色,还原染液循环使用小于5次时,间接电化学还原染色K/S值变化不大,仍能保持在10以上,具有较优的可持续染色性能。电化学染色棉织物与传统棉染色织物相比,纤维表面存在较少杂质,这说明Fe(Ⅱ)-DGS-Abal B协同络合体系稳定,使染色过程中,更多的铁离子在溶液中还原靛蓝,而不随靛蓝一起吸附到纤维上进行染色。间接电化学染色较传统保险粉染色,染色后染液更容易生物、化学降解。其中BOD降低33.26%、COD降低35.88%,并且B/C达0.486,具有明显的环保效益。