纳米染料
纳米生态染料是一种新型染料，粒径小于100nm，色牢度非常优良，带来一系列的优良性能：色牢度优良，生态性能；工艺性能良好，对各种纤维无选择性。它符合oeko-texstandardl00的要求，解决涂料印染和染料印染所存在的种种问题，开创了印染工艺新时代。[详细介绍....]
详细介绍
纳米染色工艺参考
一、前处理工艺
导染剂：1-5%（一般为织物重，浅色可减少）
纯碱：8-10%
先将染色机加入冷水，将需染色的成衣投入机内，加入导染剂处理10分钟，加入纯碱处理10分钟，逐步升温至55-60度，处理30分钟之后放水，冷水清洗二次。（导染剂分两次加入效果最理想）。
二、染色工艺处方
纳米色浆：X%（视色泽深度而定用量）
固浆：1-5%（用量与导染剂相同）
先将染色机内放入冷水，加入纳米色浆处理10分钟，逐步升温至70-80度处理30分钟，放水，冷水清洗二次。牢度要求高时，加入固浆温水处理10分钟进行固色，放水出机烘干。（烘干成干牢度较好）
三、酵素洗
四、皂洗（用纯碱肥皂热水洗10分钟），柔软处理，脱水烘干。
五、注意事项
1．导染剂对纤维有较好亲和力，为使织物均匀上色，导染剂要分次慢慢加入。
2．纯碱使导染剂与纤维发生化学键合，要使反应充分，应控制好温度和时间。
3．纳米染色时，中浅色可以不加固浆、不经酵洗，单用温度不高的皂洗也可获得一定的洗旧和磨白效果。
4．成衣染色碰到拉链变色时也可使用本公司的拉链保护剂。
上述资料是根据本公司的试验及经验编写，对于贵公司不同的使用条件和要求效果，要自行试板确保达到满意效果。
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染料化学习题答案 第一章染料概述 一．染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。二．纺织纤维按其来源可以分为3类，植物纤维，动物纤维，合成纤维；对于植物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料，硫化染料，缩聚染料进行染色。对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。合成纤维，常见的有涤纶，锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可以用阳离子染料染色。 三．略 四．略 五．略 第二章中料及其合成途径 一．略 二．合成染料中料中常用的重要的亲电取代反应有磺化、硝化、卤化，烷化，芳化。 1)磺化反应的作用即是在有机化合物分子中引入磺酸基。 磺化目的： 1．通过引入磺酸基赋予染料水溶性。 2．染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生成盐键结合而赋予染料对纤维的亲和力。 3．通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团，如－OH、－NH2、－Cl、－NO2、－CN等，从而制备酚、胺、腈、卤代物、硝基化合物等一系列中间体。在染料中间体合成中主要是－SO3Na经碱熔成－ONa的反应。 2）硝化反应的作用即是在有机化合物分子中引入硝基。 硝化目的： 1．作为制取氨基化合物的一条重要途径。
N O2[H] H+ N H2 N O2 Z n O H N H N H H N H2N H2 2．硝基是一个重要的发色团，利用它的极性，加深染料颜色。 3．利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活化，易于发生亲核置换反应。 3）卤化反应的作用即在有机化合物分子中引入了卤素 卤化目的： 1．可改善染色性能，提高染料的染色牢度。如四溴靛蓝的牢度比靛蓝好，颜色更加鲜艳，牢度好。 2．通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引入其他基团，主要是－OH、－OR和－NH2 3．通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料 4）烷化的作用即在有机化合物分子中引入了烷基或芳基。 烷基化目的： 1．在染料分子中引入烷基和芳基后，可改善染料的各项坚牢度和溶解性能； 2．在芳胺的氨基和酚羟基上引入烷基和芳基可改变染料的颜色和色光； 3．可克服某些含氨基、酚羟基染料遇酸、碱变色的缺点。 三．合成染料主要是由为数不多的几种芳烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为基本原料而制得的。常用的中间体有，苯胺，硝基苯，卤代苯，烷基苯，苯酚，萘酚，苯磺酸，萘磺酸等 四．萘的磺化随磺化条件，特别是随温度的不同得到不同的磺化产物。低温（<60℃）磺化时，由于α位上的反应速率比β位高，主要产物为α取代物。 随着温度的提高（165℃）和时间的推移，α位上的磺酸基会发生转位生成β-萘磺酸。（一）萘环上引入羟基的方法有（1）酸基碱熔反应：萘磺酸在高温下（300℃）与氢氧化钠或氢氧化钾共熔时磺酸基转变成羟基 O N a S O3H N aO H 270℃H+ O H 。
染料敏化纳米晶薄膜太阳电池 * 孟庆波 1,- 林 原2 戴松元 3 (1 中国科学院物理研究所 表面物理国家重点实验室 北京 100080) (2 中国科学院化学研究所 光化学重点实验室 北京 100080) (3 中国科学院等离子体物理研究所 合肥 230031) 摘 要 文章介绍了一种新型的太阳电池)))染料敏化纳米晶薄膜太阳电池的基本工作原理、目前研究的重点和进展以及应用前景和存在的问题.文章指出,这种新型的太阳电池以其制作简单并且具有进一步提高效率和降低成本的潜在优势,可以成为非晶硅太阳电池的有力竞争者.关键词 T iO 2多孔薄膜,染料敏化剂,太阳电池 Dye sensitized solar cells MENG Q ing -Bo 1,- LIN Yuan 2 DAI Song -Yuan 3 (1 S tate K ey L abor atory f or Su rf ace Ph ysics,Institu te of Physics,Chinese A ca demy of Sciences,Beijing 100080,China)(2 K e y L aboratory of Photochemistry ,I n stitute of Chemistry,Chine se A c ademy of S ciences,Beijing 100080,China) (3 Institute of Plasma Ph ysics,Chine se Academy of S ciences,H e f ei 230031,China ) Abstract We describe the basic principle and applicat ion prospec t s of a new t ype of solar cell,dye sensit ized nanocrystalline t hin f ilm cells,which are quite different from traditional P -N junction solar cells.T hey are easy t o produce,and w ith furt her improved efficiency and lower produc t ion c ost s promise t o rival current amorphous silicon solar c ells. Key words nano -sized T iO 2porous films,dye,solar cell * 国家高技术研究发展计划(批准号:2002AA302403)资助项目; 中国科学院/百人计划0资助项目 2003-07-23收到初稿,2003-10-30修回- 通讯联系人.E -mail:qb meng@ap h https://www.doczj.com/doc/d38058041.html, 1 引言 1991年和1993年,瑞士的M ichael Gr Ytzel 教授先后在Nature [1]和Journal of the American Chemical Society [2]上发表论文,报道了一种全新的太阳电池)))染料敏化纳米晶薄膜太阳电池.它制作方法简单,成本低,光电转换效率超过了10%.这一转换效率可以和非晶硅太阳能电池相比,并且也是目前唯一可以和非晶硅电池竞争的候选者.而这种基于纳米半导体晶体材料(T iO 2等)和工艺的新型电池因具有进一步提高效率和降低成本的潜在优势而一直得到高度重视,染料敏化纳米晶薄膜太阳电池已经成为太阳电池研究领域的一个新的热点[3)29].国家科技部对这种新型太阳电池的研究也非常重视,在国家重点基础研究发展计划和国家高技术研究发展计划中分别立项给予支持.我国的科学工作者在这一研究领域也做了大量具有自己特色的基础研究工 作.本文侧重介绍染料敏化纳米晶薄膜太阳能电池的基本原理、目前研究的重点和进展、应用前景和存在的问题等. 2 基本原理 2.1 染料敏化纳米晶薄膜太阳电池的结构及工作 原理 染料敏化纳米晶薄膜太阳电池主要由以下几部分组成:透明导电玻璃(TCO)、纳米(TiO 2)多孔半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质和反电极.在太阳电池中,光电转换过程通常可分为光激发产生电子空穴对、电子空穴对的分离、向外电路的输运等三个
染料化学考题范本 一、名词解释（每题4分，合计20分） 1、互补色 2、深色效应 3、共轭型阳离子染料 4、快色素 5、光脆性
二、选择题（每题2分，合计20分） 1.染料有两种分类方法，其一是；其二是。染料主要有和二类主要化学结构。 2.涤纶纤维主要用染料染色。根据染料的升华牢度和染色性能，将其分为、、型，其中型适用于高温高压染色法，型适用于高温热熔染色法。 3.活性染料和纤维成键结合。染料分子由 等几部分结构组成，分子通式可以写成。影响含氮杂环活性基团的反应活泼性的因素主要有。4.酸性染料主要用于纤维的染色。按染料染色pH和染色性能的不同又可细分为、、；这些染料分别在、、条件下染色。 5.所谓浅色效应是指的效应；增大染料的吸收强度的效应称为效应。影响染料在溶液中的颜色的主要因素 。 6.在偶合反应的表示式E→D→E中，D表示；E表示。 7.当色酚As分别和重氮盐进行偶合反应时，若反应中逐步增加NaCl
的用量，则色酚As 和 的反应速率增加。 2Na O 3 S 2 C H 32SO 3Na Na O 3S - - 8. 按照分子轨道理论，分子对光产生选择吸收而发色的主要原因是染料分子价电子的________________跃迁。 1. π π* 2.σ σ* 3.n π* 4.π σ* 9.下列活性染料的反应性活泼顺序为_________________________________。 D N H Cl N N N Cl D N H Cl Cl D N H Cl Cl D N H N N N Cl N H R N N Cl N N F B A D C 10.下列分散染料的升华牢度大小次序为_____________________________。 O O N H 2 O H O O N H 2 O H O O N H 2 O H O O Cl A B C
染料的种类 1、酸性染料，多适用于蛋白质纤维与尼龙纤维及真丝等。其特征是色泽鲜艳，但水洗牢度较差，干洗牢度优异，在天然死染色中使用比较广泛。 2、阳离子染料（碱性燃料），适用于腈纶、涤纶、锦纶与纤维素及蛋白质纤维。其特点是色泽鲜艳，很适合人造纤维，但用于天然纤维素与蛋白质织品的水洗与耐光色牢度很差。 3、直接染料，适合于纤维素纤维织品，水洗牢度比较差，耐光牢度不一，但经过改性的直接染料其水洗色牢度会得到很好的改善。 4、分散染料，适合于粘胶、腈纶、锦纶、涤纶等，水洗牢度不一，涤纶较好，粘胶较差。 5、偶氮燃料（纳夫妥染料），适合于纤维素织品，色泽鲜艳，较适合于艳丽的色泽。 6、活性染料，大多用于纤维素纤维织品，较少用于蛋白质。特点是色泽鲜艳、耐光，水洗、耐摩擦牢度较好。 7、硫化染料，适合于纤维素纤维织品，色泽灰暗，主要有藏青、黑色和棕色，耐光、耐水洗牢度极好，耐氯漂牢度差，长期存放织物会破坏纤维。 8、还原染料，适合纤维素纤维织品，耐光、水洗牢度很好，并且耐氯漂和其它氧化漂白。 9、涂料，适合于所有纤维，它不是一种染料，而是通过树脂机械的
附着纤维，深色织物会变硬，但套色很准确，大部分耐光牢度好，水洗牢度良好，尤其是中、浅色。 染色的类型 纺织品的染色可以在任何阶段进行，可以在纤维、纱线、织物及成衣等不同阶段景进行染色。 1、散纤维染色在纺纱之前的纤维或散纤维的染色，装入大的染缸，在适当的温度进行染色。色纺纱大多采用散纤维染色的方法（也有不同纤维单染的效果），常用于粗纺毛织物。 2、毛条染色这也属于纤维成纱前的纤维染色，与散纤维染色的目的一样，是为了获得柔和的混色效果。毛条染色一般用于精梳毛纱与毛织物。 3、纱线染色织造前对纱线进行染色，一般用于色织物、毛衫等或直接使用纱线（缝纫线等）。纱线染色是染织的基础。常规纱线染色的方法有三种： ①绞纱染色——将松散的绞纱浸在特制的染缸中，这是一种成本最高的染色方法； ②筒子染色——筒子染色的纱线卷绕在一个有孔的筒子上，然后将许多的筒子装入染色缸，染液循环流动，蓬松效果与柔软程度不如绞纱染色。 ③经轴染色——是一种大规模卷装染色，梭织制造前要先制成经轴（整经），将整个经轴的纱线进行染色，如联合浆染机与经轴纱线束装染色。由于是经轴，所以多适用梭织染色使用。但随着经轴落筒
一、名词解释练习题 1、染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。 2、力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较而言，用百分数表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。 3、颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。颜料本身对纤维没有染着能力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。 4、互补色光：一定波长的光与另一定波长的光，以适当的强度比例混合得到白光，这两种有色光称为互补色光。 5、中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。 6、重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。因亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。 7、偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。 8、染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原来色泽的能力。 9、加法混色：加法混色指的是不同颜色的光的混合。在人眼视网膜的同一点上同时。射入两束或两束以上颜色的光，产生与这些光的颜色不同的另一个颜色的感觉，它是把色光叠加起来的混色方法。 10、单色光：在光谱上看到的颜色叫光谱色，不能分解的光谱色称为单色光。 11、深色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长增大的效应称为深色效应。 12、浅色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长减小的效应称为浅色效应。 13、浓色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数增大的效应，称为浓色效应。 14、淡色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数减小的效应，称为淡色效应。 15、Lambert-Beer-吸收定律：单色光透过理想的染料溶液时，吸光度等于摩尔吸光系数、溶液浓度以及单色光经过的光程长度之积。
一讨论无机酸的性质和无机酸的浓度对重氮化反应的影响。 浓硫酸大于盐酸大于稀硫酸 1、酸的用量从上式可知，酸的理论用量为2mol，但实际生产时，酸的用量要比理论量大的多。这是因为： ①溶解芳胺。酸与芳胺作用生成铵盐，溶于水； ②酸与亚硝酸钠作用生成重氮化试剂—亚硝酸; ③稳定重氮盐。重氮盐一般是容易分解的，只有在过量的酸液中才比较稳定。 酸量多了也不好，会使游离芳胺浓度降低，反应速度因此降低，一氧化氮、二氧化氮大量逸出，这样既造成浪费又污染环境 二盐对偶合反应速率有何影响？ 若A、B两离子所带电荷相同时，能提高偶合速率；若A、B两离子所带电荷相反时，能减小偶合速率；若A、B两离子中，有一个呈电中性，对偶合速率无影响。 三荧光增白剂的增白原理 增白剂吸收能量较高的近紫外区光线，使分子进入激发态，由于这一状态不稳定，当激化分子返回到能量较低的基态时，由于能量的损失再辐射出光时比吸收时光的波长为长，因此由紫外区波长到可见光区（450nm）兰色光波范围，这种兰色光不但可以补正黄色光，而且还有剩余，所以增白织物，看上去略带兰色光的增白效果，因此我们说荧光增白剂的增白是光学上的补色作用，又称为光学增白剂。
四分散染料的升华牢度、日晒牢度分别与结构有何关系 分散染料的耐升华牢度，与分子间吸引力有关，也和染料分子大小，染料分子的偶极性大小有关。染料分子量增加，分子间范德华力增加，不易升华；染料分子的极性增加，也不易升华。 偶氮分散染料重氮组份为杂环的染料，其耐晒牢度一般较高，杂环上若具有吸电子取代基，则染料的日晒牢度更高 蒽醌型分散染料的光褪色是一个很复杂的问题，氨基蒽醌在有氧的存在下，光褪色的第一步可能是生成羟胺化合物，氨基的电子云密度越大，既碱性越大，染料的耐光牢度越低。其规律是： （1）α—氨基的4位引入供电子基，供电子性越强，耐光牢度越低。（2）α—氨基的β位引入吸电子基，耐光牢度↑。 （3）α—位上氨基数量越多，耐光牢度越低。 一般来讲蒽醌染料的耐光牢度比偶氮型分散染料好。 五为什么还原染料染色时，必须在碱性条件下加入保险粉？说明其原理。 还原染料不溶于水，染色时必须先用保险粉将其还原成隐色体钠盐，然后才能在染浴中进行染色。 六为什么耐碱性K＞X＞KN，耐酸性KN＞K＞X K与X型和纤维形成的是酯键，在酸性和碱性条件下均发生水解。而KN型为醚键，其只在碱性条件下水解，所以KN型耐酸性最强，耐碱性最弱，酯键的断裂与成键反应均为亲核取代，所以C-O键上C 的电子云密度越小越有利于水解，而X型有两个Cl，均为吸电子基，
染料化学课后习题答案 第一章 一. 何谓染料以及构成染料的条件是什么试述染料与颜料的异同点。 答：染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色。不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花，它们大多可溶于水，有的可在染色时转变成可溶状态。染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，同时也广泛地应用于塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等工业。颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色，也可用于纺织物的染色及印花。颜料本身对纤维没有染着能力，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。 二．试述染料和颜料的分类方法；写出各类纺织纤维染色适用的染料（按应用分类）。 答：染料分类： 1.按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。 2. 按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。纺织纤维按其来源可以分为3类，植物纤维，动物纤维，合成纤维；对于植物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料，硫化染料，缩聚染料进行染色。对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。合成纤维，常见的有涤纶，锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可以用阳离子染料染色。 三、按染料应用分类，列表说明各类染料的结构和性质特点、染色对象、方法。
生物实验常用染料性能简介 （一）天然染料 1、苏木精 苏木精是从南美的苏木（热带豆科植物）干枝中用乙醚浸制出来的一种色素，是最常用的染料之一。苏木精不能直接染色，必须暴露在通气的地方，使他变成氧化苏木精（又叫苏木素）后才能使用，这叫做“成熟”。苏木精的“成熟”过程需时较长，配置后时间愈久，染色力愈强。被染材料必须经金属盐作媒剂作用后才有着色力。所以在配制苏木精染剂时都要用媒染剂。常用的媒染剂有硫酸铝按、钾明矾和铁明矾等。 苏木精是淡黄色到锈紫色的结晶体，易溶于酒精，微溶于水和甘油，是染细胞核的优良材料，他能把细胞中不同的结构分化出各种不同的颜色。分化时组织所染的颜色因处理的情况而异，用酸性溶液（如盐酸-酒精）分化后呈红色，水洗后仍恢复青蓝色，用碱性溶液（如氨水）分化后呈蓝色，水洗后呈蓝黑色。 2、洋红 洋红又叫胭脂红或卡红。一种热带产的雌性胭脂虫干燥后，磨成粉末，提取出虫红，再用明矾处理，除去其中杂质，就制成洋红。单纯的洋红不能染色，要经酸性或碱性溶液溶解后才能染色。常用的酸性溶液有冰醋酸或苦味酸，碱性溶液有氨水、硼砂等。 洋红使细胞核的优良染料，染色的标本不易褪色。用作切片或组织块染都适宜，尤其适宜于小型材料的整体染色。用洋红配成的溶液染色后能保持几年。洋红溶液出现浑浊时要过滤后再用。 （二）人工染料 人工染料，即苯胺染料或煤焦油染料，种类很多，应用极广。它的缺点是经日光照射容易褪色，苯胺蓝、亮绿、甲基绿等更易褪色。在制片中注意掌握酸碱度，并避免日光直射，也能经几年不褪色。 1、酸性品红 酸性品红是酸性染料，呈红色粉末状，能容于水，略溶于酒精（0.3%）。他是良好的细胞制染色剂，在动物制片上应用很广，在植物制片上用来染皮层、髓部等薄壁细胞和纤维素壁。他跟甲基绿同染，能显示线粒体。 组织切片在染色前先浸在带酸性的水中，可增强它的染色力。酸性品红容易跟碱起作用，所以染色过度，易在自来水中褪色。 2、刚果红 刚果红是酸性染料，呈枣红色粉末状，能溶于水和酒精，遇酸呈蓝色。他能作染料，也用作指示剂。他在植物制片中常作为苏木精或其他细胞染料的衬垫剂。他用来染细胞质时，能把胶制或纤维素染成红色。在动物组织制片中用来染神经轴、弹性纤维、胚胎材料等。刚果红可以跟苏木精作二重染色，也可用作类淀粉染色，由于他能溶于水和酒精，所以洗涤和脱水处理要迅速。 3、甲基蓝 甲基蓝是弱酸性染料，能溶于水和酒精。甲基蓝在动植物的制片技术方面应用极广。他跟伊红合用能染神经细胞，也是细菌制片中不可缺少的染料。它的水溶液是原生动物的活体染色剂。甲基蓝极易氧化，因此用他染色后不能长久保存。 4、固绿 固绿是酸性染料，能溶于水（溶解度为4%）和酒精（溶解度为9%）。固绿是一种染含有浆质的纤维素细胞组织的染色剂，在染细胞和植物组织上应用极广。他和苏木精、番红并列为植物组织学上三中最常用的染料。 5、苏丹Ⅲ
浅析染料敏化纳米晶太阳能电池的结构及工作原理 摘要：人类的生存和社会经济的发展离不开能源，新能源尤其是可以再生的绿色能源的开发与利用是关系一个国家生死存亡的重大问题，太阳能是一种无污染并且取之不尽的能源，每年向地球辐照的能量大约是5.4×1024J，是人类每年消耗总能量的几万倍，如何有效利用太阳能成为解决能源危机和环境污染的焦点。太阳能电池也随着全世界的研究快速出现，目前使用最多的太阳能电池都是采用二氧化钛作为光阳极，由于氧化锌具有和二氧化钛几乎相同的带隙和相似的导带能级，被认为是最有可能超越二氧化钛取得更高转化效率的光阳极材料。本文以二氧化钛纳米晶粉体材料为例，详细介绍太阳能电池的结构和工作原理，染料敏化剂对太阳能电池的重要性进行详细分析。 关键词：太阳能电池；二氧化钛；染料敏化纳米晶 引言 太阳能的变换和存储的重点研究对象之一是太阳能电池。和普通电池不同的是，太阳能电池是一个把“太阳光的能量转化成电能的机器”。1991年，瑞士科学家Gratzel等人首次利用纳米技术将染料敏化太阳能电池的转化效率提高到7%。由于生产过程中没有高真空等高能耗环节，氧化锌和二氧化钛等原材料易得，发电成本比其它电池更低。不会造成严重的环境污染。因此，在过去的二十年中，染料敏化纳米晶太阳能电池（即Gratzel电池）在世界范围内得到广泛研究，并取得了一系列的突破，为染料敏化太阳能电池的实用化打下了坚实的基础。本文就染料敏化太阳能电池的结构及工作原理做一个简要的介绍。 一、太阳能电池的结构 染料敏化纳米晶太阳能电池的结构可分为三部分：工作电极、电解质和对电极。在透明导电基底上制备一层纳米多孔半导体薄膜，然后再将染料分子吸附在多孔膜的表面，这样就构成工作电极，通常称为光阳极。由于光阳极输出的是电子，从电源的角度看，光阳极其实是电源的负极，对电极才是电源的正极。对电极一般是镀有一层铂的导电玻璃，当然也可以用碳或其他它金属代替铂，不过电池转化效果最好的还是铂。在完成本文的工作中都是采用热分解沉铂的导电玻璃（（FTO）作为对电极。工作电极和对电极之间充满电解质，电解质可以是液态的，也可以是准固态或固态的。 二、工作原理 在光电流产生过程中，电子通常经历以下七个过程： ①染料受光激发由基态（D）变为激发态（D*），电子从最高己占据分子轨道（简称Homo）跃迁到最低未占据分子轨道（简称Lumo）：D+hv→D*
燃料化学品综述 一.概述 1.基本概念 ·染料是能使其它物质获得鲜明而坚牢色泽的化合物。 ·早期的染料主要来自天然动植物 ·目前合成染料已经取代了天然染料，品种已达8600多种 2.染料的分类 (1)按染料的化学结构进行分类 ①偶氮染料 ②硝基和亚硝基染料 ③芳甲烷染料染料分子中含有二芳基甲烷和三芳基甲烷结构的染料 ④蒽醌染料 ⑤靛系染料含有靛蓝或类似结构的染料。 ⑥酞菁染料含有酞菁金属络合物结构的染料。 ⑦硫化染料用硫或多硫化钠的硫化作用制成 ⑧菁系染料含有聚甲炔结构的染料。-(CH)n- ⑨杂环染料含有五、六元杂环等结构的染料。 在皮革染色中用的较多的是前四类染料。 (2)按应用分类 酸性染料、直接染料、碱性染料、金属络合染料、活性染料、氧化染料、硫化染料、媒染染料、还原染料、分散染料、油溶与醇溶性染料等十多种 皮革染色主要应用上述前五种。 染料的发展概况 染料的发展历史 我国染料的发展概况 世界染料生产发展的新趋势 (1)染料生产规模化 (2)染料生产及污染有向亚洲等欠发达地区转移的趋势(3)在染料的生产中注重新技术及新产品的研究 酸性染料 概述 酸性染料是一类须在酸性介质中进行染色的染料，并因此而得名，并非染料本身呈酸性。 分子式：D—SO3Na，D代表有色染料母体。 电离式：D—SO3Na D—SO3-(有色染料阴离子)+ Na+(无色) 酸性染料的结构和分类 结构特点：大多为芳香族化合物的磺酸钠盐。这类染料主要由具有磺酸基的
偶氮染料、蒽醌染料和三芳甲烷染料组成。所以从结构上看多为偶氮型染料，而且以单偶氮和双偶氮的为最多。 酸性染料的性质及应用性能 ?相对分子量低，大多数在400~800之间。 ?多数以磺酸基为水溶性基团。 ?染浴中加入酸时，可生成色素酸，色素[D—SO3Na+HCL→D—SO3H(色素酸)+ Na++CL-]使被染物着色浓厚，有利于染料固定。 ?染浴中加入中性盐时因同离子效应而使染料离解减缓，减少色素酸的生成，缓染、匀染。 ?酸性染料阴离子与重金属阳离子会产生有色沉淀，故染色时不可用金属器皿。 ?对钙、镁离子不敏感，可在硬水中使用。 ?不能与阳离子染料同浴染色，若先用阴离子染料染色，后用阳离子染料固色，则染色效果好。 ?染浴中加入一定量的阴离子或非离子表面活性剂可对酸性染料起匀染作用。 ?酸性染料和直接染料搭配用于皮革染色，相溶性好，染色互补性好。 ?酸性染料用于铬鞣革时，常在染色后期加甲酸固色。 ?酸性染料色谱齐全，色泽鲜艳，渗透性好，使用方便，具有一定的坚牢度。 ?抗水性较差，不耐水洗，耐碱洗坚牢度差。 直接染料 概述 直接染料是一类无须使用媒染剂就能直接使纤维染色的染料，故名直接染料。从化学结构上看，直接染料几乎全是偶氮型，且多数为双偶氮或多偶氮型。相对分子量比酸性染料大，主要为芳香族磺酸盐，易溶于水，能和纤维分子间依靠范德华力和氢键结合。 直接染料的特点 分子结构有三个特点：直线型、共平面性和较长的共轭系统。 直接染料在染色性质上的特点： ?在溶液中易聚集形成半胶体溶液，提高染色温度可以降低染料聚集度，从而提高上染能力； ?对酸敏感，在染色时不需加酸固色； ?对水中的钙镁离子十分敏感，与之生成沉淀，染色时注意水的硬度； ?染色时渗透性差，遮盖力好，色泽浓厚，是皮革染色时主要的表面着色染料之一； ?在染色时可与酸性染料配合使用，效果互补，不可与阳离子性物质同浴使用。 碱性染料 概述碱性染料又名盐基染料，它是有颜色的有机碱与酸形成的盐，碱性染料水溶液中离解成染料阳离子和酸根阴离子. 电离式：Me-NH3Cl Me-NH3+(染料阳离子)+Cl 碱性染料并非本身具有碱性，也不是要求在碱性介质中溶解或染色，而
染料基础知识 染料是指在一定介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。我们介绍的染料和颜料只限于有机化合物。古代染料取自动植物。1856年Perkin发明第一个合成染料——马尾紫，使有机化学分出了一门新学科——染料化学。20世纪50年代。Pattee和Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过程，开创了活性染料的合成应用时期。目前，染料已不只限于纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、纸张、皮革、光电通讯、食品等许多部门得以应用。染料的分类染料的分类方法有三种：按来源划分（天然和合成染料）、按应用性能划分、按化学结构划分。常用后两种分类方法。染料按应用性能分为以下几类： 1.直接染料(direct dyes) 该类染料与纤维分子之间以范德化力和氢键相结合，分子中含有磺酸基、羧基而溶于水，在水中以阴离子形式存在，可使纤维直接染色。 2.酸性染料（acid dyes）在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。 3.分散染料（disperse dyes）该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。 4.活性染料（reactive dyes）染料分子中存在能与纤维分子的羟基、氨基发生化学反应的基团。通过与纤维成共价键而使纤维着色。又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维的着色。 5.还原染料（vat dyes）有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。 6.阳离子染料（cationic dyes）因在水中呈阳离子状态而得名。用于晴纶纤维的染色，常并入碱性染料类。 7.冰染染料（azoic dyes）为不溶性偶氮染料，染色时需在冷冻条件（0-5℃）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而染色。 8.缩聚染料（polycondesation dyes）该类染料染色时脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上，称为缩聚染色。此外还有氧化染料、硫化染料等。 按化学结构分类（主要是根据染料所含共轭体系的结构来分）。可分为：偶氮、酞菁、蒽醌、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基等染料。在有的大类别中又可分为若干小类。实际上，现在有些染料很难仅以其结构和使用性能来分类，上述两种分类方法均有待于进一步完善。染料命名染料分子结构复杂。厂商为了各自的利益，常使一个染料有多个商品名称。系统命名和商品名对于染料都比较繁杂。各国均对染料有自己的统一的命名办法。我国对染料的命名法，简单地讲，染料命名可由三段组成。第一段为冠称，有31种，表示染色方法和性能。第二段为色称，有30个色泽名称，表示染料的基本颜色。第三段为词尾，以拉丁字母或符号表示染料的色光、形态及特殊性能和用途。例如，活性艳红X-3B染料：“活性”即为冠称，“艳红”即为色称，X-3B是词尾；X表示高浓度，3B为较2B稍深的蓝色。表明该染料为带蓝光的高浓度艳红染料。中国染料命名用词 1 冠称直接，直接耐晒，直接铜
染料化学实验 实验一 合成酸性橙Ⅱ 用途：羊毛、蚕丝、皮革等的染色。 一、 反应 1、重氮化反应 NH 2SO 3Na + 2HCl + NaNO 2SO 3- N=N +Cl - + 2NaCl + 2H 2O 10℃ 2、乙萘酚的溶解 -OH + NaOH -ONa + H 2O 3、偶合反应 SO 3- N=N +Cl --ONa NaO 3S-N N OH ++ HCl 二、 主要原料 1、对氨基苯磺酸 8.7克 2、30%HCl （d=1.15） 18.3克 3、NaNO 2 3.5克 4、30%NaOH （d=1.33） 7.4克 5、乙萘酚 7.3克 6、食盐 约7.5克 7、碳酸钠 2.7克 8、尿素
三、实验方法 1、重氮化 ⑴在150ml烧杯中，加入55ml水，8.7克对氨基苯磺酸，2.7克碳酸钠，加热使其全部溶解。冷却后，再加入溶于8ml水的3.5克NaNO2的溶液，搅拌，备用。（用手搅即可） ⑵在250ml烧杯中，加入40ml水，再加入16ml 30%HCl搅匀，冰浴冷却，控制温度在10℃~15℃。将上述混合液于10~15分钟内均匀加入。加完后保持此温度，继续搅拌30分钟，得重氮盐白色悬浮液。 用刚果红试纸检测呈兰色，显示悬浮液保持酸性。加入少量尿素破坏过量的亚硝酸。 2、偶合 在400ml烧杯中，加入60ml水，7.3克乙萘酚，在搅拌下加入6ml 30%NaOH，升温到80℃，使其全部溶解。然后把此溶液倒入已经备有冰浴冷却，电动搅拌的500ml搪瓷烧杯中，使其冷却至8℃，加盐2克，快速加入重氮盐全部量的1/2，此时pH为8~10，再加盐3克，然后将剩余的1/2重氮盐控制在10分钟内均匀加完，并随时用液碱调pH≥8。加完重氮盐，继续搅拌30分钟，再加盐2.5克，并用HCl调染液pH= 7。继续搅拌约30分钟，直至重氮盐消失时为偶合终点。（用H酸作渗圈实验）。 偶合完成后染料应全部析出，用水抽过滤，得橙红色滤并，自然干燥，作实验三染色之用。
常用染色剂 实验室常用染料性能介绍及常用药品试剂和培养基的配制 生物标本常用染料性能简介 （一）天然染料(Natural Dyestuff) 1、苏木精苏木精是从南美的苏木（热带豆科植物）干枝中用乙醚浸制出来的一种色素，是最常用的染料之一。苏木精不能直接染色，必须暴露在通气的地方，使他变成氧化苏木精（又叫苏木素）后才能使用，这叫做“成熟”。苏木精的“成熟”过程需时较长，配置后时间愈久，染色力愈强。被染材料必须经金属盐作媒剂作用后才有着色力。所以在配制苏木精染剂时都要用媒染剂。常用的媒染剂有硫酸铝按、钾明矾和铁明矾等。 苏木精是淡黄色到锈紫色的结晶体，易溶于酒精，微溶于水和甘油，是染细胞核的优良材料，他能把细胞中不同的结构分化出各种不同的颜色。分化时组织所染的颜色因处理的情况而异，用酸性溶液（如盐酸—酒精）分化后呈红色，水洗后仍恢复青蓝色，用碱性溶液（如氨水）分化后呈蓝色，水洗后呈蓝黑色。 2、洋红洋红又叫胭脂红或卡红。一种热带产的雌性胭脂虫干燥后，磨成粉末，提取出虫红，再用明矾处理，除去其中杂质，就制成洋红。单纯的洋红不能染色，要经酸性或碱性溶液溶解后才能染色。常用的酸性溶液有冰醋酸或苦味酸，碱性溶液有氨水、硼砂等。 洋红使细胞核的优良染料，染色的标本不易褪色。用作切片或组织块染都适宜，尤其适宜于小型材料的整体染色。用洋红配成的溶液染色后能保持几年。洋红溶液出现浑浊时要过滤后再用。 （二）人工染料(Synthetic dyestuff) 人工染料，即苯胺染料或煤焦油染料，种类很多，应用极广。它的缺点是经日光照射容易褪色，苯胺蓝、亮绿、甲基绿等更易褪色。在制片中注意掌握酸碱度，并避免日光直射，也能经几年不褪色。 1、酸性品红酸性品红是酸性染料，呈红色粉末状，能容于水，略溶于酒精（0.3%）。他是良好的细胞制染色剂，在动物制片上应用很广，在植物制片上用来染皮层、髓部等薄壁细胞和纤维素壁。他跟甲基绿同染，能显示线粒体。 组织切片在染色前先浸在带酸性的水中，可增强它的染色力。酸性品红容易跟碱起作用，所以染色过度，易在自来水中褪色。 2、刚果红刚果红是酸性染料，呈枣红色粉末状，能溶于水和酒精，遇酸呈蓝色。他能作染料，也用作指示剂。他在植物制片中常作为苏木精或其他细胞染料的衬垫剂。他用来染细胞质时，能把胶制或纤维素染成红色。在动物组织制片中用来染神经轴、弹性纤维、胚胎材料等。刚果红可
《染料化学》复习题 一、名词解释练习题 1、染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。 2、力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较而言，用百分数表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。 3、颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。颜料本身对纤维没有染着能力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。 4、互补色光：一定波长的光与另一定波长的光，以适当的强度比例混合得到白光，这两种有色光称为互补色光。 5、中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。 6、重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。因亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。 7、偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。 8、染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原来色泽的能力。 9、加法混色：加法混色指的是不同颜色的光的混合。在人眼视网膜的同一点上同时。射入两束或两束以上颜色的光，产生与这些光的颜色不同的另一个颜色的感觉，它是把色光叠加起来的混色方法。 10、单色光：在光谱上看到的颜色叫光谱色，不能分解的光谱色称为单色光。 11、深色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长增大的效应称为深色效应。 12、浅色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长减小的效应称为浅色效应。 13、浓色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数增大的效应，称为浓色效应。 14、淡色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数减小的效应，称为淡色效应。 15、Lambert-Beer-吸收定律：单色光透过理想的染料溶液时，吸光度等于摩尔吸光系数、溶液
1.染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂 作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。 2.力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较 而言，用百分数表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。 3.染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下， 能保持其原来色泽的能力。 4.颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。颜料本身对纤维没有染着能 力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。 5.光敏脆损：某些色系如黄色、橙色、红色等的还原染料染色织物在穿着过程中，经日光照射 后染料颜色并没有褪去，但织物却逐渐脆化损坏，这种现象称为光敏脆损。 6.中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。 7.重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。因亚硝酸不稳定，通 常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。 8.顺式重氮化：重氮化时先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却条件下加入亚硝酸钠溶液。 9.反式：等相对分子质量的芳胺与亚硝酸钠混合，加入到盐酸或硫酸和冰的混合物中重氮化。 10.偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。 11.直接染料：绝大多数是含磺酸基的偶氮染料，能溶于水，分子结构中含水溶性基团(—SO3H)， 能在中性或弱碱性溶液中上染纤维素纤维；在弱酸及中性介质中上染蛋白质纤维。染色方便，色谱齐全，价格便宜，但各项牢度较差，尤其是湿处理牢度。较少用于棉织物染色，多用于粘胶、蚕丝及锦纶丝的染色。 12.活性染料：分子结构中带有反应性基团，染色时与纤维素纤维中的—OH和蛋白质纤维中的 —NH2发生化学反应生成共价键，故又称反应性染料。主要用于棉、麻、蚕丝等，也能用于羊毛、粘胶及聚酰胺纤维的染色，颜色鲜艳，色牢度好。 13.还原染料：不溶于水，除了个别品种外，分子结构中都含有羰基(—C=O)，在碱性介质中被 保险粉还原成可溶性的隐色体钠盐而上染纤维，再经氧化重新生成原来的不溶性染料而固着在纤维上，故称还原染料，商品名称为士林染料。主要用于纤维素纤维的染色，其耐晒耐洗牢度都较好。 14.可溶性还原染料：是还原染料隐色体硫酸酯的钠盐或钾盐，可溶于水，再在酸性条件下水解 氧化为它的母体染料而染着在纤维上。主要用于染纤维素纤维和涤棉混纺织物的淡色。15.酸性染料：含有—SO3H、—COOH等酸性基团，能溶于水，在酸性或中性介质中染料分子 内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合而上染蛋白质纤维，也可用于锦纶的染色。根据染料染色性能的不同分为强、弱、中性浴染色的酸性染料。 16.酸性媒染染料：上染前或后要经过媒染剂处理，使媒染剂中的金属离子与染料络合沉积在纤 维上，包括1:1和1:2型染料。染色牢度优于酸性染料，但色泽不够鲜艳。适用于羊毛、蚕丝及聚酰胺的染色。 17.酸性含媒染料：酸性含媒染料或酸性媒介染料是指染料本身分子中已经含有与染料分子按照 一定比例鳌合的金属离子。染色牢度优于酸性染料，但色泽不够鲜艳。适用于羊毛、蚕丝及聚酰胺的染色。 18.分散染料：分子结构中不含水溶性基团，是非离子型染料，染色时借助分散剂将染料分散成 极细小的颗粒，形成分散浴而染着纤维所以称为分散染料。主要用于聚酯、聚酰胺及醋酯纤维的染色。 19.阳离子染料：阳离子染料是在碱性染料的基础上发展起来的，碱性染料分子结构中含有碱性 基团，与酸成盐而溶于水，染料的色素离子带有阳电荷，所以又称为阳离子染料。这类染料色泽鲜艳,牢度较好，主要用于晴纶纤维的染色。 20.隐色体电位：染料分子恰好转化为隐色体时的电极电位称为隐色体电位。
酸性染料 能在酸性(或中性)介质中进行染色的染料。一种阴离子染料。一般在酸性溶液中染色。分子中含有磺酸-so 3h、羧酸-cooh 等水溶性基团。按染色时酸性的强弱分强酸性染料、弱酸性染料、中性染料等。强酸性染料多用于羊毛染色；弱酸性染料多用于真丝绸及锦纶，为真丝织物印染的主要染料。 这类染料电离后染料离子带负电，如伊红、刚果红、藻红、苯胺黑、苦味酸和酸性复红等，可与碱性物质结合成盐。当培养基因糖类分解产酸使pH值下降时，细菌所带的正电荷增加，这时选择酸性染料，易被染色。 士林染料 又称还原染料，一般用于棉织物的染色，不溶于水，通过在碱性条件下，用还原剂将染料还原后溶解于水而与织物反应，染色后用氧化剂氧化后显示正常颜色，日晒牢度极佳。被称为永不褪色的染料。 还原染料 经还原染料隐色体而后成染色的不溶性染料。先在碱液中经还原作用变成可溶性的隐色体钠盐而为纤维素纤维吸着，再经过氧化，恢复成原来的不溶性染料，一般耐洗、耐晒坚牢度较高。例如士林蓝等。主要用棉、涤棉混纺织物印染，维纶亦可上色，在丝绸行业中，用于人丝、人丝·人棉交织，真丝绸拔染印花。 还原染料不溶于水，染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能上染纤维，经氧化后，回复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上。 还原染料是染料中各项性能都比较优良的染料。按其主要化学结构可分为靛类和蒽醌两大类。它的色谱较全，色泽鲜艳，皂洗、日晒牢度都比较高，但因价格较贵，某些黄、橙等色有光敏脆损现象，使其应用受到一定的限制。 (一)还原染料染色过程还原染料染色时，可采用浸染，卷染或轧染。一般纱线及针织物大都用浸染，机织物大都用卷染和轧染，一般都包括下述四个基本过程。 1.染料还原染料的还原过程，也就是还原染料隐色体的生成过程，一般都是在碱性介质中进行的。在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基（＝C=O），它们在强的还原剂连二亚硫酸纳（俗称保险粉）的作用下，羰基被还原成羟基（－OH）。保险粉化学性质非常活泼，在碱性条件下即使温度很低，也可产生较强的还原作用，从而使还原染料被还原为隐色酸。 Na2S204 + 2H2O －→ 2NaHSO3 + 2[H] 2＝C＝O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH 反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸，它也和染料一样不溶于水，但可溶于碱性介质中，成为隐色体钠盐溶液。由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色，故被称为隐色体： ≥C-OH + NaOH－→ ≥C－ONa + H2O 在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时，应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度，才能使染料正常还原，否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应，致使染液破坏，色泽萎暗，染色牢度降低。 2.隐色体上染还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后，即对纤维素纤维产生直接性，先吸附于纤维表面，然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。由于染液中含有大量电解质，对纤维的直接性较大，故上染纤维的速率较快，染料的移染性能较差，往往不易染匀。因此，在上染过程中可加入少量缓染剂，如平平加0、牛皮胶等。 [O] 3.隐色体氧化上染纤维的隐色体需经空气或氧化剂氧化，转变为原来的不溶性还原染料并回复原来的色泽，其氧化反应如下： ≥C－ONa －→ >C＝O 由于不同类型的还原染料有不同的氧化性能，故应对氧化条件进行适当选择，如用空气氧化，或使用双氧水、过硼酸钠氧化等。 4.皂煮后处理皂煮能将吸附在纤维表面已氧化的浮色去除，使染色织物具有鲜艳的色泽和较好的摩擦牢度。同时，在皂煮过程中，染料分子会在纤维表面发生聚集，进而形成微晶体，可进一步改善染色织物的各项牢度。