论文部分内容阅读
还原染料主要用于纤维素纤维的染色,是棉织物染色的一类重要染料。在此类染料的染色中需使用还原剂将其变为与织物具有亲和力的隐色体才能上染,传统的染色方法主要是以保险粉(Na2S204)等作为还原剂,染色过程中会产生大量含硫污染物,不符合绿色化学工艺要求。电化学还原染色法是一种非常具有潜力的环境友好型的染色方法,然而已发表的研究表明电化学还原染色法电流效率低、染色缓慢,得色深度也远不及传统工艺,并且工作浴电位不稳定导致实际应用还有困难。本课题提出以Fe3+/Fe2+离子对为循环氧化还原体系,以Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸钙(Fe(Ⅲ)-草酸-DGL)络合物作为媒介体系的还原染料电化学还原染色方法。自行设计并制作的多阴极双阳极间接电化学还原染色电解槽,可提高电解效率和间接电化学还原染色效果。主要研究内容和结论如下：首先,通过对比研究了Fe(Ⅲ)-草酸络合物、Fe(Ⅲ)-葡萄糖酸钙络合物与Fe(Ⅲ)-草酸-DGL络合物的循环伏安曲线,得出了Fe(Ⅲ)-草酸-DGL络合物氧化还原液可能的电化学行为,并得出对染料起还原作用的主要物质是Fe(Ⅱ)-葡萄糖酸盐。其次,Fe(Ⅲ)-草酸-DGL络合物为媒介体系,着重分析了还原艳绿FFB染料的电化学还原染色工艺条件。通过正交试验及单因素实验分析了各因素及工艺条件对氧化峰电流、K/S值的影响,得出了Fe(Ⅲ)-草酸-DGL络合物的最佳电化学还原染色工艺条件：还原时间10mmin、电解时间15mmin、电解电压4.5V、染料浓度1.5g/L、C2H2O4浓度10.08g/L、Ca(C6H11O7)2浓度17.92g/L、Fe2(SO4)3浓度8g/L、NaOH浓度45g/L。在该工艺条件下,棉织物得色量最大,匀染性及色光稳定性较好,具有较好的染色效果。此外还选取其他不同的还原染料,采用此媒介体系和染色最佳工艺进行染色,并对染色深度进行测试。最后,与较为成熟的Fe(Ⅲ)-TEA-葡萄糖酸钙(Fe(Ⅲ)-TEA-DGL)媒介体系比较发现两种媒介体系在电极表面具有相似的电化学行为,且相同摩尔比条件下Fe(Ⅲ)-草酸-DGL络合物所达到氧化还原电位负值较Fe(Ⅲ)-TEA-DGL媒介体系要高,但Fe(Ⅲ)-草酸-DGL染色效果稍差。通过将Fe(Ⅲ)-草酸-DGL与4g/L保险粉复合染色,染浴电位维持在-945mV以上,使染色织物K/S得到显著提升,将耐摩擦、耐洗牢度提高到4-5级及以上,色差标准偏差降到0.1以下,染色效果优于Fe(Ⅲ)-TEA-DGL媒介体系,并能达到与保险粉还原染色相当的染色效果。考虑到TEA具有刺激性,Fe(Ⅲ)-草酸-DGL更适合作为间接电化学还原染色媒介体系,对于现阶段降低保险粉用量解决还原染料染色对环境压力过大的问题具有一定的借鉴意义。