Page 108 - 《精细化工》2021年第7期

·1390· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

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质，由图 5a 可知，1710 cm 处出现了酸类物质所 8 h，通过观察光照前后织物的颜色变化，定性评定
含有的—C==O 的特征吸收峰，1654、1545、1490 cm –1 织物的自清洁性能，见图 6、7。由图 6、7 可见，
处为多酚类物质的共轭苯环特征峰 [24] ；在 1372、 光照前，纳米粒子负载的织物表观颜色均比空白棉
857 cm –1 处的吸收峰分别为乙醇上甲基的对称变形 织物深，这是因为，纳米粒子的比表面积大，负载
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振动和饱和 C—H 的弯曲振动；1164、1058 cm 处 到棉织物后使其吸附性能提高，将更多的 MB 吸附
为 C—O 的伸缩振动吸收峰 [25] 。由图 5b 可知，1710、 到织物表面导致其表面的色深度增加。光照后，空
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1654、1545、1490、1372、857 cm 处的吸收峰消 白棉织物上的颜色也有所变淡，这是因为，光照后
失，说明红酒中酸类、多酚类物质和乙醇的结构被 织物发生了褪色现象 [17] ；ZnO-棉织物上仅有轻微的
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破坏，而 1164、1058 cm 处的吸收峰没有发生明显 MB 残留印迹，ZnO/Ag-棉织物上基本没有 MB 残留，
的变化，可能是因为使用的红酒中含糖量较低，变 而 TiO 2 -棉织物上仍有少量 MB残留，说明纳米 ZnO、
化不明显，也有可能是纳米 ZnO 不能完全分解糖类 纳米 TiO 2 均具有光催化活性，都能够将织物表面吸
物质。 附的有机污染物降解脱色，赋予棉织物优良的自清
FTIR 分析说明，负载在织物上的纳米粒子能够 洁能力，且纳米 ZnO 的光催化性优于纳米 TiO 2 ，对
破坏 MB 和红酒中部分物质的分子结构，从而赋予 比图 6、7 还可以看出，光照后，ZnO-棉织物、ZnO/Ag-
织物一定的自清洁功能。 棉织物和 TiO 2 -棉织物上红酒的残留量均比 MB 的
2.5 自清洁性能分析 残留多，说明织物对 MB 的清洁能力优于对红酒的
分别将 MB 和红酒滴加于空白棉织物、ZnO-棉 清洁能力，这可能是因为红酒中的化学成分较为复
织物、ZnO/Ag-棉织物和 TiO 2 -棉织物上，然后光照 杂，相对于成分单一的 MB 较难完全降解。

a—空白棉织物（左为光照前，右为光照后，下同）；b—ZnO-棉织物；c—ZnO/Ag-棉织物；d—TiO 2-棉织物

图 6 棉织物对 MB 的自清洁照片
Fig. 6 Pictures of self-cleaning of MB by cotton fabrics

a—空白棉织物；b—ZnO-棉织物；c—ZnO/Ag-棉织物；d—TiO 2-棉织物

图 7 棉织物对红酒的自清洁照片
Fig. 7 Pictures of self-cleaning of Red Wine by cotton fabrics

通过对织物进行表观 K/S 值的测试，计算降解 明显提升。而且 ZnO-棉织物对 MB 和红酒的降解率
率，定量评价织物的自清洁性能，结果见表 1。 比 TiO 2 -棉织物分别提高了 4.14%和 4.37%，定量分
析结果与定性分析相一致。另外，ZnO/Ag-棉织物
表 1 纳米粒子整理前后棉织物对 MB 和红酒的降解率 对 MB 和红酒的降解率分别比 ZnO-棉织物提高了
Table 1 Degradation rates of MB and Red Wine in cotton 7.09%和 10.61%，这是因为，纳米 Ag 能够有效抑制
fabrics before and after nanoparticles finishing
纳米 ZnO 光照激发产生的电子-空穴对的重组，改
降解率/%
样品 善纳米 ZnO 的光催化活性，进一步提升织物的自清
MB 红酒
洁性能 [13] 。
空白棉织物 13.10 11.80
为了测试棉织物的自清洁耐久性，选择 MB 作
ZnO-棉织物 92.67 76.71
为有机污染物，测试了洗涤前和不同洗涤次数后棉
ZnO/Ag-棉织物 99.76 87.32
织物的纳米粒子的含量，并通过测试织物降解前后
TiO 2-棉织物 88.53 72.34
的 K/S 值来计算其降解率，结果见图 8~10。由图 8
由表 1 可见，与空白棉织物相比，纳米 ZnO 和 可见，ZnO-棉织物洗涤前 Zn 元素含量为 363.8 mg/kg，
纳米 TiO 2 负载后的棉织物对 MB 的降解率都得到了 洗涤 10 次后 Zn 元素含量为 305.4 mg/kg，其含量下