4、低温前处理之关键技术：氧漂催化剂

环保型前处理和后整理技术一、棉及其混纺织物低温前处理1、适用范围：棉针织物、机织物和筒子纱的前处理。

2、技术特点：采用高效双氧水催化/活化剂和低温精练剂，在低于传统95℃温度下除去棉纤维表面杂质和氧化漂白，实现40℃-75℃低温煮练和漂白。

3、应用效果：避免织物氧漂破洞，改善织物手感，提高棉织物品质。

相比传统双氧水95℃前处理，在保证染色效果的前提下，大幅降低能耗。

二、冷轧堆前处理1、适用范围：棉织物前处理，长丝类涤纶、锦纶等化纤织物的前处理。

2、技术特点：织物浸轧前处理工作液，打卷后匀速转动堆置一段时间，退卷后进行水洗处理。

通过优化轧余率、打卷速度、织物张力、带液率等工艺参数，保证织物处理的一致性和重现性。

化纤织物冷轧堆前处理带液率和处理液均匀性较难控制。

3、应用效果：工艺适应性强，织物强度损失小。

相比传统连续高温前处理工艺，棉织物综合节能30%左右，化纤织物节能20%-30%。

三、低带液高效轧车1、适用范围：各类织物的浸轧环节。

2、技术特点：通过油缸加压、轧辊性能的优化设计，使棉织物的轧余率降低到55%以下，涤纶织物的轧余率降低到35%以下，实现低给液浸轧。

3、应用效果：降低烘干环节能耗25%左右。

不同织物对压力有不同的要求，由于压力增加会破坏部分织物的组织结构，应根据不同织物设定不同的压力，在保证被加工织物质量的前提下达到节能效果。

四、双层拉幅定形1、适用范围：针织物的拉幅定形。

2、技术特点：采用双层烘箱结构、进出布同侧布局，通过垂直链条回转送布，使织物在烘箱内正反面均匀受热的工况下平稳运行，通过控制织物张力、烘箱温度、喷风量大小、车速等工艺参数，实现织物的脱水、烘干、拉幅定形。

3、应用效果：可提高生产效率，上下层烘箱结构设计，提高热能利用率的同时减少占地面积。

较常规单层定形机节约场地、节约用工和节能。

五、无氟防水整理1、适用范围：各类织物的防水整理。

2、技术特点：无氟防水剂不含氟碳化合物，可使织物的表面张力介于水和油之间，水不能润湿织物，达到防水效果。

环保染整技术盘点宋富佳;刘凯琳【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】5页(P63-67)【作者】宋富佳;刘凯琳【作者单位】中国纺织信息中心;中国纺织信息中心【正文语种】中文1 环保前处理工艺技术1.1 棉织物低温快速连续练漂工艺常规棉织物练漂工艺路线长、耗能大、排污大，以退煮、漂两段工艺为例，耗汽量高达2.9 t/h。

近年来发展的高温煮练低温漂白或低温煮练高温漂白等节能工艺技术，路线仍较长，耗能仍较大。

山西彩佳印染有限公司开发的棉织物低温快速连续练漂工艺（图 1）则通过快速低温练漂助剂的应用，在现有常规连续氧漂生产线上采用高给液等工艺技术，实现了棉织物的高效低温连续一浴一步法退煮漂工艺。

图 1 棉织物低温快速连续练漂工艺设备流程示意图该工艺突破了传统冷堆工艺效率低和连续汽蒸工艺能耗高的弊病。

较之常规冷堆工艺，棉织物低温一浴一步低碱连续练漂工艺将堆置时间从12 ～ 24 h减少为75 ～90 min；较之常规两步法汽蒸工艺，将传统的练漂工艺温度由100 ℃降低到40 ℃，耗汽、耗水和化学品用量均减少50%以上，耗电量减少40%以上；在降低能耗的同时也降低了污染，练漂污水pH值由12降至 7 ～ 8，COD总量降低60%以上。

1.2 复合生物酶短流程前处理工艺传统棉纺织物退浆采用淀粉酶或烧碱/双氧水，使用连续或冷堆法对织物上的浆料进行去除，其缺点是兼容性存在问题，淀粉酶只对淀粉有分解作用，对PVA无作用；烧碱/双氧水冷堆对PVA有一定去除作用，但无法去除淀粉浆，也不适用于多纤维产品，另外还存在废水难处理、手感硬、磨毛易出条花等问题。

复合生物酶前处理工艺（图 2）则是采用淀粉酶、过氧化氢酶、果胶酶、双氧水、非离子乳化剂，直接或在烧毛后浸轧工作液，然后保温堆置12 h以上，之后薄布直接漂白，厚布直接煮漂。

图 2 复合生物酶前处理作用机理复合生物酶短流程前处理工艺的纤维适应性广，实际生产管控简单；浆料去除率高，可实现PVA降解，在高支高密织物上的应用优势明显；在高弹弹力类、磨毛类面料上的应用优势也非常突出。

低温氧化脱硝剂
低温氧化脱硝剂主要指的是能够在相对较低温度下有效地去除烟气中氮氧化物的化学物质或技术。

这类脱硝剂在火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧等场所应用广泛，目的是为了减轻氮氧化物对环境和空气质量的影响。

低温脱硝剂的作用机制可能包括：
1.选择性非催化还原技术：在不需要催化剂的情况下，通过将尿素、氨水或氨等还原剂喷入烟气流中，使其在相对较低的温度与氮氧化物反应，将NOx还原为氮气（N2）和水（H2O）。

2.低温催化剂：研发新型催化剂，能在较低温度下催化还原剂与NOx的反应，这类催化剂可以是金属氧化物、复合氧化物或是负载型催化剂，它们能够降低反应活化能，促进低温条件下的脱硝反应。

3.氧化-还原联合工艺：先通过氧化剂将NO转化为NO2，然后在较低温度下使用还原剂将NO2还原为N2.这种方法可以拓宽反应窗口，实现低温条件下的脱硝。

4.湿法脱硝技术：在烟气洗涤塔中使用特定的化学药品（如尿素溶液或亚硫酸盐等）与烟气中的氮氧化物反应，此类技术在一定程度上也可以视为低温脱硝技术的一种。

voc低温催化剂
VOC（挥发性有机化合物）低温催化剂是一种用于在相对较低温度下降解或氧化挥发性有机化合物的催化剂。

这类催化剂通常应用于空气质量控制和环境保护中，以减少空气中的有害污染物排放。

以下是一些常见的VOC低温催化剂类型和工作原理：
1.贵金属催化剂：包括铂、钯等贵金属的催化剂，能够
在相对较低的温度下催化VOC的氧化分解。

这类催化剂常用于
汽车尾气净化系统等应用。

2.过渡金属氧化物：过渡金属氧化物如二氧化锰（MnO2）
等也具有在较低温度下氧化VOC的催化作用。

这类催化剂通常
在环境空气净化中得到应用。

3.分子筛催化剂：某些具有微孔结构的分子筛也能用作
VOC的低温催化剂。

这些微孔结构能提供活性位点，促使VOC
发生氧化反应。

4.过渡金属配合物：一些过渡金属的配合物，如过渡金
属含氧化物、羰基络合物等，也可作为VOC低温催化剂，具有
催化氧化VOC的能力。

这些催化剂在VOC低温氧化中的工作原理通常涉及催化剂表面的活性位点与VOC分子之间的相互作用，导致VOC分子发生氧化反应，生成较为稳定和无害的产物，如二氧化碳和水。

选择合适的VOC低温催化剂取决于具体应用场景、废气成分和操作条件。

这些催化剂在环境保护和空气质量控制中发挥着重要的作用。

低温漂白催化剂低温漂白催化剂是一种在低温条件下进行漂白过程的催化剂。

漂白是一种常用的工业过程，用于去除物质表面的不纯物质或颜色，使其变得更加洁净或白色。

传统的漂白方法通常需要较高的温度和较长的处理时间，而低温漂白催化剂的出现极大地提高了漂白过程的效率。

低温漂白催化剂的研发是为了应对一些特殊材料或工艺的需求。

在某些情况下，高温漂白可能会导致物质的热敏性或结构破坏，因此需要在低温下进行漂白。

低温漂白催化剂通过提供一个适当的催化剂反应环境，能够在较低的温度下实现高效的漂白效果。

低温漂白催化剂的研发主要涉及催化剂的选择和反应条件的优化。

催化剂的选择是关键的一步，需要考虑催化剂对目标物质的亲和性和催化活性。

一些常见的低温漂白催化剂包括过渡金属催化剂、酶催化剂和纳米催化剂等。

这些催化剂能够在较低的温度下提供足够的活性位点，促进漂白反应的进行。

除了催化剂的选择，反应条件的优化也是低温漂白催化剂研发的关键。

反应温度是一个重要的参数，需要在低温范围内选择一个适当的温度。

过高的温度可能会导致目标物质的热敏性或结构破坏，而过低的温度则可能会影响催化剂的活性。

此外，反应时间、催化剂浓度和反应物浓度等参数也需要进行优化，以实现最佳的漂白效果。

低温漂白催化剂在多个领域具有广泛的应用。

在纺织、造纸和食品加工等行业中，低温漂白催化剂可以用于去除杂质或颜色，提高产品的质量和外观。

在生物医药领域，低温漂白催化剂可以用于去除生物样品中的杂质，为后续的实验或分析提供洁净的样品。

此外，低温漂白催化剂还可以在环境保护和废水处理等领域中发挥重要作用。

低温漂白催化剂的研发和应用面临一些挑战。

首先，催化剂的选择和合成需要具备较高的技术水平和经验。

其次，催化剂的活性和稳定性是关键的性能指标，需要进行系统的表征和评价。

此外，催化剂的回收和再利用也是一个重要的问题，可以降低成本和减少废物的产生。

低温漂白催化剂的出现为漂白过程提供了一种高效、低温的解决方案。

低温氧漂（练漂）催化剂的使用一、涤/棉(20/80)天鹅绒、32s棉氨纶针织布低温氧漂工艺1-1、工艺一片碱（96%氢氧化钠） 1g/L双氧水（27.5%） 6-10g/LHiLn三合一针织精练剂 1g/LHiLnCat低温氧漂催化剂 0.5g/L浴比：1:1085℃×45-60min （天鹅绒45min，棉氨纶针织布60min）1-2、工艺二练漂粉（如197、清棉师等） 2-3g/L双氧水（27.5%） 6-10g/LHiLnCat低温氧漂催化剂 0.5g/L浴比：1:1085℃×45-60min对各类棉针织布缸内练漂，在原工艺处方的基础上增加0.5g/L的HiLnCat低温氧漂催化剂，即可达到常规缸内98℃练漂效果。

32s棉/氨处理结果：CIE白度：72.3(低温)、72.5（常规），毛效：＜2秒（滴水法），棉籽壳：除净，可以缩短工艺执行时间，减少死折形成，降低汽耗成本。

参考计算：1、表压6kgf/cm2饱和蒸汽→100℃水放出热量计算：设升温段耗气M吨164.7℃水（G）(绝对压力6.91kgf/cm2）→164.7℃水（L）汽化潜热=2071.5kj/kg164.7℃水（L）(焓：696.27kj/kg)→100℃水（L）(418.68kj/kg)Q100=2071.5kj/kg×M100℃×1000kg+(696.27-418.68) kj/kg×M100℃×1000kg=2.34909×M100℃×106kj164.7℃水（L）(焓：696.27kj/kg)→85℃水（L）(355.9kj/kg)Q85=2071.5kj/kg×M85℃×1000kg+(696.27-355.9) kj/kg×M85℃×1000kg=2.41187×M85℃×106kj2、40℃水→100℃水吸热计算：40℃水（L）(焓：167.47kj/kg)→100℃水（L）(418.68kj/kg)Q100=(418.68-167.47) kj/kg×10×1000kg=2.5121×106 kjM100℃=1.069392829吨3、40℃水→85℃水吸热计算：40℃水（L）(焓：167.47kj/kg)→85℃水（L）(355.9kj/kg)M85℃=0.781261013吨升温段省汽理论值：0.288131816吨4、年统计值平均：(表压6kgf/cm2饱和蒸汽)（浴比＝1：10）40℃→98℃×45min前处理耗气量2.5吨/吨布，40℃→98℃×60min前处理耗气量3吨/吨布，所以保温段汽耗约为升温段二倍(98℃×60min)和1.5倍(98℃×45min)，保温段～1/3吨/1分钟耗汽二、60s棉筒子纱低温氧漂工艺(常州伊思达纺织有限公司1kg缸试验结果)结果：1、白度测试：2、毛效测试：3、强力测试：工艺优势:低温练漂工艺在强力保留方面好于常规工艺,可以大大降低倒筒和织造时的断头率，提高布面品质；该工艺也适合色纺纱，有利于提高高支纱纺成率。

金属铜配合物催化双氧水用于棉针织物的低温漂白张帆;张儒;周文常;周辉;汪南方【摘要】为解决传统高温练漂中棉针织物加工过程能耗高、纤维损伤大的问题,以N,N'-双(3-氨丙基)乙二胺和三(2-氨基乙基)胺分别和水杨醛反应生成席夫碱配体M和N,然后与铜盐反应制备金属铜配合物CuM和CuN用于棉织物低温漂白加工.借助红外光谱仪和核磁共振仪表征金属配合物的化学结构,研究CuM和CuN对双氧水的催化分解特性以及铜配合物-双氧水低温漂白工艺因素对织物白度的影响,并对比探讨了低温漂白与传统高温漂白工艺.结果表明:CuM和CuN催化双氧水(H2O2)分解反应级数为1,分解速率常数分别为0.055、0.042 min-1,远大于空白体系;采用CuN-H2O2体系在70℃漂白的棉织物白度为80.0％,与传统工艺相当,毛效和强力保留率优于传统工艺.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2019(040)008【总页数】8页(P101-108)【关键词】铜配合物;催化分解;低温漂白;棉针织物;双氧水【作者】张帆;张儒;周文常;周辉;汪南方【作者单位】湖南工程学院环境催化与废弃物再生化湖南省重点实验室,湖南湘潭411104;湖南工程学院环境催化与废弃物再生化湖南省重点实验室,湖南湘潭411104;湖南工程学院环境催化与废弃物再生化湖南省重点实验室,湖南湘潭411104;广东溢达纺织有限公司,广东高明 528500;湖南工程学院环境催化与废弃物再生化湖南省重点实验室,湖南湘潭411104【正文语种】中文【中图分类】TS195.5纯棉针织物的传统练漂工艺需要高温促使双氧水产生漂白活性物种，而在98～100 ℃保温处理 40～60 min将消耗大量蒸汽，且高温碱氧加重纤维强力损伤和损耗，不利于染整清洁生产[1-2]。

相关研究表明，活化剂或催化剂可有效降低双氧水的分解活化能，而使之在较低温度条件下产生漂白的活性物种[3-5]，从作用机制上可将他们分为有机活化剂[3]和金属仿酶催化剂[4]二大类。

低温氧漂催化剂的使用
1.高效降解有机物：低温氧漂催化剂在低温下就能够有效地降解有机物，减少了能源的消耗，并减少了对环境的污染。

2.选择性氧化：由于催化剂上的活性位点能够选择性地催化特定的反应，因此可以避免副反应的发生，提高废水处理的效果。

3.较低的工艺要求：相比于其他废水处理技术，低温氧漂催化剂的工
艺要求较低，操作简单，不需要加热等特殊设备。

4.节能减排：低温氧漂催化剂的使用可以减少能源的消耗，降低二氧
化碳等温室气体的排放，具有较好的经济和环保效益。

但是，低温氧漂催化剂的使用也存在一些问题和挑战：
1.光照条件要求高：催化剂的活性往往需要光照的刺激才能发挥出来，因此需要保证适当的光照条件。

2.催化剂的稳定性：催化剂的稳定性对于长期使用和循环利用而言至
关重要，因此需要寻找合适的催化剂材料和制备方法。

3.催化剂的再生和回收：催化剂在使用过程中会逐渐失去活性，需要
进行再生或回收。

目前，关于催化剂再生和回收方法的研究还比较有限，
需要进一步探索和发展。

综上所述，低温氧漂催化剂是一种在低温条件下对有机废水进行氧化
降解的有效技术。

它具有高效降解、选择性氧化、节能减排等优点，但也
面临光照条件要求高、催化剂稳定性和再生回收等挑战。

未来，我们需要
进一步完善催化剂的制备方法和再生回收技术，提高其稳定性和活性，以
实现更广泛的应用。

第２８卷㊀第１期２０２０年１月A d v a n c e dT e x t i l eT e c h n o l o g y V o l．２８,N o．１J a n．２０２０D O I:１０．１９３９８/j．a t t．２０１８１１０１４引用格式:吴臣仁,吕汪洋．铜配合物用于棉针织物低温酶氧一浴漂白[J]．现代纺织技术,２０２０,２８(１):７６－８１．铜配合物用于棉针织物低温酶氧一浴漂白吴臣仁,吕汪洋(浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室,杭州㊀３１００１８)㊀㊀摘㊀要:以亚氨基二乙酸(I D A)㊁硫酸铜㊁４Ｇ二甲氨基吡啶(４ＧD MA P)３种单体制备得到一种铜配合物催化剂,应用于棉针织物双氧水低温漂白工艺.采用紫外Ｇ可见光谱仪和高分辨离子淌度质谱等手段对该配合物的结构进行表征,探讨了漂白温度㊁精练酶用量㊁双氧水用量㊁金属配合物用量㊁漂白时间对棉针织物漂白效果的影响,同时通过桑色素的脱色实验,研究配合物对棉针织物的催化漂白机理.通过单因素试验,得到优化的漂白工艺为:H２O２８％(o w f),精练酶４g/L,配合物３０μm o l/L,渗透剂J F C２．５g/L,浴比１ʒ５,７０ħ下浸渍漂白６０m i n.经过该工艺处理后,棉针织物白度可达７５．８８％,毛效为１２．３０c m,顶破强力保留率为９３．７７％.关键词:铜配合物;针织物;低温;酶;氧漂中图分类号:T S１９２．５㊀文献标志码:A㊀文章编号:１００９－２６５X(２０２０)０１－００７６－０６A p p l i c a t i o no fC o p p e rC o m p l e x i nL o wT e m p e r a t u r eB l e a c h i n g o fC o t t o nK n i t t e dF a b r i cw i t hE n z y m e a n dP e r o x i d e i nO n eB a t hWUC h e n r e n,L U W a n g y a n g(N a t i o n a l a n dL o c a lU n i t e dL a b o r a t o r y f o rT e x t i l eF i b e rM a t e r i a l s&P r o c e s s i n g T e c h n o l o g y,Z h e j i a n g S c iＧT e c hU n i v e r s i t y,H a n g z h o u３１００１８,C h i n a)A b s t r a c t:I n t h i s s t u d y,a c o p p e r c o m p l e x c a t a l y s ti s p r e p a r e d w i t h t h r e e m o n o m e r s:i m i n o d i a c e t i c a c i d(I D A),c o p p e r s u l f a t e a n d４ＧD i m e t h y l a m i n o p y r i d i n e(４ＧD MA P),a n d i t i sa p p l i e d i n l o wt e m p e r a t u r eb l e ac h i n gp r o c e s s o f h yd r o ge n p e r o x i d ef o r c o t t o nk n i t t e d f a b r i c．T h e s t r u c t u r eo f t h ec o m p l e xi sc h a r a c t e r i z e db y m e a n so fU VＧV i ss p e c t r o m e t e ra n dh i g h r e s o l u t i o ni o n m o b i l i t y m a s ss p e c t r o m e t r y,a n d d i s c u s s i o n sa r e m a d e o nt h ee f f e c t s o f t e m p e r a t u r e,e n z y m ed o s a g e,c o n c e n t r a t i o n o fh y d r o g e n p e r o x i d e,m e t a lc o m p l e x e sa n db l e ac h i n g t i m eo nb l e a c h i n gp r od u c t so f c o t t o nk n i t te df a b r i cb y t h ec o m p l e x．A t t h e s a m et i m e,t h e m e c h a n i s m o fc a t a l y s i s b l e a c h i n g o fc o t t o n k n i t t e df a b r i c w i t h c o p p e rc o m p l e xi s r e s e a r c h e d t h r o u g h d e c o l o r i z a t i o n e x p e r i m e n t o fM o r i n．T h e o p t i m i z e d b l e a c h i n g p r o c e s s d e t e r m i n e d t h r o u g h s i n g l e f a c t o r t e s t i sa s f o l l o w s:H２O２８％(o w f),s c o u r i n g e n z y m e４g/L,c o m p l e x３０μm o l/L,p e n e t r a n t a g e n t２．５g/L,l i q u o r r a t i o１:５,a n db l e a c h i n g a t７０ħf o r６０m i n．T h r o u g h t r e a t m e n t v i at h i s p r o c e s s,t h e w h i t e n e s so fc o t t o nk n i t t e df a b r i cf e a t u r e sc a nr e a c h７５．８８％,c a p i l l a r y e f f e c t i s１２．３０c m,a n db u r s t i n g s t r e n g t h r e t e n t i o n r a t e i s９３．７７％．K e y w o r d s:c o p p e r c o m p l e x;k n i t t e d f a b r i c;l o wt e m p e r a t u r e;e n z y m e;o x i d a t i o nb l e a c h i n g收稿日期:２０１８－１１－１４㊀网络出版日期:２０１９－０４－２２基金项目:国家重点研发计划项目(２０１７Y F B０３０９７００)作者简介:吴臣仁(１９９３－),男,浙江嘉兴人,硕士研究生,主要从事棉针织物低温前处理方面的研究.通信作者:吕汪洋,EＧm a i l:l u w y＠z s t u．e d u．c n ㊀㊀长期以来,棉针织物的前处理普遍采用高温强碱的漂白工艺,以此来除去棉纤维中的天然杂质,存在能耗大,碱用量高,纤维损伤大等缺点[１Ｇ２];同时漂白工艺采用的浴比较大,水耗较多,水洗阶段同样需要大量清水清洗,不符合节能减６７排的绿色理念.近年来,研究者和生产商报道了多种用于棉针织物低温前处理的双氧水活化剂和催化剂,主要包括两类:一类为有机类低温漂白活化剂,如四乙酰乙二胺(T A E D)[３]㊁壬酰基苯磺酸钠(N O B S)[４Ｇ５]㊁NＧ[４Ｇ(三乙基胺甲撑)苯酰基]己内酰胺氯化物(T B C C)[６]和NＧ[４Ｇ(三乙基铵甲基)苯甲酰基]丁内酰胺氯化物(T B B C)[７]等,但由于这些活化剂必须与双氧水按一定摩尔比复配才能达到最佳效果,用量较大,因此成本相对较高.另一类是低温金属配合物催化剂,如:桥连双核金属配合物[８]㊁大环四酰胺类中的F eＧT AM L[９]㊁希夫碱㊁金属酞菁等[１０Ｇ１１],此类催化剂都是仿酶的活性中心结构设计合成的,反应条件温和,双氧水利用率较高.但是目前的工艺碱的用量相对较高,且大部分织物都需要预先精练处理,以改善白度及毛效,随后才能进行漂白,不符合工业上的一步法漂白工艺.本文将自制的铜配合物催化剂应用于棉针织物的双氧水低温漂白工艺,检验其催化双氧水漂白棉针织物的能力.同时,使用精练酶代替烧碱与部分助剂,采用金属配合物＋酶氧一浴的低温漂白工艺,使用小浴比进行实验,简化了工艺流程.并通过对桑色素的脱色实验,模拟棉针织物中的色素在漂白过程中的浓度变化.１㊀试㊀验１．１㊀织物、药品和仪器织物:１８t e x全棉单面汗布坯布,１４０g/m２.药品:氢氧化钠㊁五水硫酸铜(杭州高晶精细化工有限公司,分析纯),４Ｇ二甲氨基吡啶(上海阿拉丁试剂有限公司,分析纯),３０％H２O２(天津市永大化学试剂开发中心,分析纯),亚氨基二乙酸(东京化工有限公司,分析纯),渗透剂J F C(宜兴可信化工有限公司,工业级),精练酶㊁精练剂G o o n１０９㊁双氧水稳定剂G o o n２０１１㊁螯合分散剂G o o n２０１(东莞市嘉宏有机硅科技有限公司).仪器:M S３０４T S电子分析天平(瑞士M e t t l e r T o l e d o公司,真空干燥箱(上海精宏实验设备有限公司),S F６００X型测色配色仪(美国D a t a c o l o r公司),高分辨质谱仪㊁超高效液相色谱(美国W a t e r s公司), Y G０３１D电子顶破强力机(温州方圆仪器有限公司),红外线染色机(台湾瑞比染色试机有限公司),U VＧv i s UＧ３０１０紫外Ｇ可见光谱仪(日本H i t a c h i公司).１．２㊀试验方法１．２．１㊀铜配合物的制备在本课题组前期研究基础上[１２Ｇ１３],选用４Ｇ二甲氨基吡啶(４ＧD MA P)配体合成了I D A/C u(I I)/４ＧD MA P配合物,配合物的合成路线如图１所示.图１㊀金属配合物的合成路线１．２．２㊀漂白工艺低温漂白工艺:渗透剂０~３g/L,精练酶０~５g/L,金属配合物０~５０μm o l/L,H２O２０~１０％(o w f),浴比１ʒ５,温度５０~８０ħ,漂白时间３０~８０m i n.未处理坯布经漂白处理后,用６０ħ热水洗两次,随后用冷水充分洗涤,在真空干燥箱中烘干待测.上述工艺中使用的水无特殊要求.高温碱氧工艺:精练剂１g/L,双氧水稳定剂１g/L,螯合分散剂１g/L,氢氧化钠２g/L,H２O２６~８％(o w f),浴比１ʒ３０,温度９８ħ,漂白时间４５m i n.然后用６０ħ热水洗两次,冷水充分洗涤,烘干后待测.１．３㊀配合物表征紫外可见光谱:采用U VＧv i sUＧ３０１０紫外可见光谱仪对二价铜离子㊁I D A/C u(I I)和I D A/C u/４ＧD MA P配合物进行表征,在４００~８００n m范围内对３种物质的吸收光谱进行测定,通过比较３种物质最大吸收波长的变化,验证其配位结构.高分辨质谱:使用高分辨质谱仪对配合物７７㊀第１期吴臣仁等:铜配合物用于棉针织物低温酶氧一浴漂白染化工程I D A /C u /４ＧD MA P 进行分析,确定其实际质荷比,与理论质荷比进行比较,进而验证其分子结构.１．４㊀织物性能测试白度:按G B /T８４２４．２ ２００１«纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法»测定.将试样折叠４层,在不同部位测定４次,取平均值.顶破强力:按G B /T１９９７６ ２００５«纺织品顶破强力的测定钢球法»方法测定.毛效:将干燥平衡后的试样剪成经向３０c m ,纬向５c m 布条,在离底端１c m 处沿横向用铅笔划一条平行线,记录３０m i n 内水沿织物上升的高度,若液面参差不齐,取最低值.１．５㊀桑色素的脱色实验棉纤维中的天然色素主要成分为黄酮类物质[１４Ｇ１５],为研究金属配合物催化剂在漂白棉针织物过程中对色素的氧化降解过程,选用桑色素(３,５,７,２ ,４ Ｇ五羟基黄酮)作为棉针织物中色素的一种模型化合物,通过对其脱色反应的研究推测金属配合物催化剂的催化漂白机制.具体方法为:称取一定量的桑色素水合物,配置成１０mM 的浓溶液,待用.取２０m L 水置于４０m L 样品瓶中,加入２００μL 的桑色素浓溶液,即得底物浓度为１００μM 的M o r i n 水溶液.其余反应条件为:反应溶液p H 为９,催化剂浓度为３０μM ,H ２O ２浓度为１０m M ,反应温度为５０ħ.根据上述反应条件进行反应,间隔一定时间取１m L 左右反应溶液于比色皿中,用紫外Ｇ可见光谱测定每个时间点的吸光度,由式(１)计算出M o r i n 的剩余率,进而推算出催化剂氧化降解桑色素的效果.C /C ０＝A /A ０(１)式中:C 为反应一定时间后底物的浓度;C ０为反应开始前底物的初始浓度;A 为反应一定时间后底物在特征吸收峰处的吸光度;A ０为反应开始前底物在特征吸收峰处的吸光度.２㊀结果与讨论２．１㊀配合物的表征２．１．１㊀紫外可见光谱分析图２为铜离子及配合物的紫外可见吸收光谱,由图２可知,C u ２＋在接近８００n m 处有一个微弱的吸收峰,而I D A /C u (I I )的最大吸收波长在７４１n m 处,I D A /C u (I I )/４ＧD MA P 的最大吸收波长在６７３n m 处,相比于前两者有明显的蓝移,说明C u (I I )成功的与两种配体配位,得到I D A /C u (I I)/４ＧD MA P 配合物.图２㊀铜离子及配合物的紫外可见光谱图([C u (I I )]＝２０mM )２．１．２㊀高分辨质谱分析采用高分辨质谱对配合物催化剂I D A /C u (I I )/４ＧD MA P 的分子量进行测定,以验证配合物的分子结构.图３为I D A /C u (I I )/４ＧD MA P 的高分辨质谱图,根据图１合成路线中所示的结构,[I D A /C u(I I )/４ＧD MA P ]＋H ＋的理论质荷比由质谱软件得知为４３９．１２８１,而图３中在质荷比为４３９．１２７８的位置处出现一个明显的质谱峰,经对比得知该处的物质即为所制备的I D A /C u (I I )/４ＧD M A P 催化剂,符合推测的结构,因此证实了本研究成功制备得到铜与I D A 及４ＧD M A P 同时配位的铜配合物催化剂.图３㊀铜配合物的高分辨质谱图２．２㊀配合物在双氧水低温漂白中的应用２．２．１㊀温度对棉针织物白度的影响在传统漂白工艺中,温度是影响棉针织物白度的重要因素,为达到理想的白度,漂白温度需在９０ħ以上,本试验旨在不影响棉针织物白度的前提８７ ㊀染化工程第２８卷下降低漂白温度.为此设计工艺如下:H ２O ２８％(o w f ),精练酶４g /L ,配合物３０μm o l /L ,渗透剂J F C２．５g /L ,浴比１ʒ５,５５~８０ħ下浸渍漂白６０m i n,热水洗两次,冷水充分洗涤,烘干后待测.图４为温度对棉针织物白度的影响.由图４可知,随着温度的升高,棉针织物的白度逐渐提高,当温度达到７０ħ时,棉针织物白度能够达到７５．８８％,已经满足了后处理工序要求.继续提高漂白温度,虽然白度会继续提高,但是考虑到本实验的低温漂白目标及一般传统漂白工艺所能达到的７５％左右的白度值,后续漂白试验中选择漂白温度为７０ħ.图４㊀温度对棉针织物白度的影响２．２．２㊀配合物浓度的影响配合物的引入能够高效地催化活化双氧水,提升双氧水漂白效果,本实验研究了I D A /C u (I I )/４ＧD MA P 在浓度范围为０~５０μm o l /L 时对棉针织物C I E 白度的影响,漂白工艺参数按照２．２．１所示的条件.图５所示为配合物浓度对棉针织物白度的影响,由图５可知,加入配合物对棉针织物白度有较大的提升,配合物浓度从０μm o l /L 增加到３０μm o l /L 时,棉针织物白度明显提高,达到７５．００％以上.而继续提高配合物浓度时,棉针织物白度基本趋于稳定.因此,后续漂白试验中选择配合物浓度为３０μm o l /L .２．２．３㊀双氧水用量的影响双氧水作为漂白中起主要作用的成分,其用量变化对漂白效果的提升至关重要.本试验参照了工业的条件,H ２O ２用量按照布重百分比添加,研究了H ２O ２质量分数从０％~１０％(o w f )范围内对棉针织物的漂白效果,漂白工艺参数按照２．２．１所示的条件.图６为双氧水用量对棉针织物白度的影响,由图６可知,棉针织物白度随H ２O ２用量的提高呈现明显的变化,当H ２O ２质量分数为０％时,棉针织物白度只有１７．６０％,而当H ２O ２质量分数上升至２％时,棉针织物白度便已经增加到６５％左右,随后棉针织物白度提升幅度减小.当增加到８％的H ２O ２用量时,白度值达到７５．００％以上,因此最后选择８％(o w f )的H ２O ２用量.图５㊀配合物浓度对棉针织物白度的影响图６㊀双氧水用量对棉针织物白度的影响２．２．４㊀精练酶用量的影响本试验使用精练酶代替碱剂和部分助剂,减少了烧碱的用量,简化了复杂的工艺流程,在较温和的条件下对棉针织物进行漂白,漂白工艺参数按照２．２．１所示条件.图７为精练酶质量浓度对棉针织物白度的影响,由图７可知,随着精练酶质量浓度的增加,棉针织物的白度逐渐增大,当精练酶质量浓度达到４g /L 时,棉针织物白度达到最大,继续增大精练酶质量浓度,棉针织物白度基本不变.因此选择精练酶质量浓度为４g /L .２．２．５㊀漂白时间的影响本实验还探索了漂白时间对棉针织物白度的影响,漂白工艺参数按照２．２．１所示的条件,结果如图８所示.由图８可知,棉针织物的白度与漂白时间呈现正相关,当漂白时间达到６０m i n 时,棉针织物的白度已经达到７６．００％左右,继续延长漂白时间棉针织物白度虽能继续提高,但考虑到时间成本及９７ ㊀第１期吴臣仁等:铜配合物用于棉针织物低温酶氧一浴漂白染化工程图７㊀精练酶用量对棉针织物白度的影响漂白效率,因此最终选择的漂白时间为６０m i n.图８㊀漂白时间对棉针织物白度的影响２．３㊀低温漂白工艺与常规漂白工艺比较根据上述单因素实验,得出最后的优化工艺为:H ２O ２８％(o w f ),精练酶４g /L ,配合物３０μm o l /L ,渗透剂J F C２．５g /L ,浴比１ʒ５,７０ħ下浸渍漂白６０m i n,热水洗两次,冷水充分洗涤,烘干后待测.随后按照工艺参数设计了棉针织物的低温漂白实验,并与未处理坯布及高温碱氧工艺比较,测试其C I E 白度,织物的毛效和顶破强力.表１为低温优化工艺与常规工艺的比较结果,由表１得知,低温漂白工艺对棉针织物有较好的漂白效果,不仅在白度上达到了与高温碱氧工艺相当的程度,而且在毛效和顶破强力损失上表现更加出色.表１㊀低温漂白优化工艺与常规工艺效果对比工艺C I E 白度/％毛效/c m 顶破强力/N 未处理坯布００４３５．８３低温漂白工艺７５．８８１２．３０４０８．６７高温碱氧工艺７５．２０１０．３０３５９．４８㊀㊀注:未处理坯布带有明显颜色偏向(偏黄),不符合C I E 白度计算公式,测色配色仪测定的C I E 白度为负数,因此认为其C I E 白度为０％.２．４㊀桑色素的脱色实验选择桑色素作为棉针织物中色素的模型化合物,以此来模拟漂白过程中有色物质的氧化降解行为,能较直观的反映棉针织物白度的变化.图９㊁图１０分别为桑色素浓度和吸光度随时间的变化曲线,由图９㊁图１０可知,随着时间的延长,桑色素的吸光度迅速下降,对应的桑色素浓度也随之降低.在前１０m i n 内反应较为迅速,４０２n m 处的吸收峰下降明显,在２０m i n 时吸收峰基本消失,说明该铜配合物催化剂能够催化活化双氧水破坏桑色素中的共轭结构,使其脱色.由此可推测该铜配合物催化剂漂白棉针织物的过程:在较低温度下,该催化剂能够迅速活化双氧水产生活性物质,通过破坏色素分子中的发色基团,使色素分子脱色,从而达到漂白棉针织物的目的.图９㊀催化剂氧化降解桑色素的效果曲线桑色素１００μm o l /L ,H ２O ２１０m m o l /L ,p H９,温度５０ħ,I D A /C u (I I )/４ＧD MA P３０μm o l /L图１０㊀桑色素吸光度随时间的变化曲线３㊀结㊀论a )成功制备得到I D A /C u (I I )/４ＧD MA P 配合物０８ ㊀染化工程第２８卷催化剂,通过紫外可见光谱及高分辨质谱表征了其结构,将其用于棉针织物的低温漂白实验中,能有效的催化活化双氧水氧化降解棉织物中的色素,使棉针织物白度显著提高.b)选用精练酶代替碱剂及部分助剂,使用小浴比进行漂白实验,简化了工艺流程,节约了能耗;经过单因素实验,优化了棉针织物的漂白工艺,与传统高温碱氧工艺相比,不仅达到了高温碱氧工艺的白度,而且毛效更大,顶破强力损失明显减小.参考文献:[１]王银银．纯棉织物漂白技术[J]．纺织科技进展,２００９(４):１２－１５．[２]杨栋梁,王焕祥．活化双氧水漂白体系新技术的近况(一)[J]．印染,２００７,３３(２):４４－４８．[３]S HA OJZ,HU A N G Y,WA N GZ H,e t a l．C o l d p a dＧb a t c hb l e a c h i n g o fc o t t o nf a b r i c s w i t ha T A E D/H２O２a c t i v a t i n g s y s t e m[J]．C o l o r a t i o nT e c h n o l o g y,２０１０,１２６(２):１０３－１０８．[４]张爱,沈华,朱泉．双氧水活化剂N O B S在棉织物冷轧堆一步法前处理中应用[J]．印染助剂,２０１０,２７(１０):３９－４２．[５]王振华,邵建中,徐春松,等．H２O２/N O B S活化体系在棉织物冷轧堆漂白中的应用[J]．纺织学报,２００８,２９(７):６４－６８．[６]崔双双,张艳,高加勇,等．棉织物低温氧漂活化剂的制备[J]．纺织学报,２０１６,３７(７):８８－９２．[７]黄茂福．棉织物低温练漂的方法原理和展望(八)[J]．印染,２０１４,４０(１２):４６－４９．[８]鲁济龙,秦新波,钟毅,等．桥连双核锰配合物低温催化漂白棉针织物[J]．印染,２０１４(１８):１－５．[９]Y U D,WU M,L I N J．E s t a b l i s h m e n to fa ne f f e c t i v ea c t i v a t e d p e r o x i d e s y s t e m f o rl o wＧt e m p e r a t u r e c o t t o nb l e ac h i n g u s i 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新型高效低温漂白活化体系的研发与应用
一、背景介绍
漂白是纺织品加工中的一个重要工序，其目的是去除纤维中的色素、杂质以及残留的化学药剂，使纤维获得良好的白度和光泽度。

传统漂白方法主要采用氧化剂进行漂白，但这种方法存在污染环境、能耗高等问题。

因此，研发新型高效低温漂白活化体系具有重要意义。

二、研究内容
1.新型高效低温漂白活化体系的研发
本研究采用了一种新型高效低温漂白活化体系，该体系主要由过氧化氢、活性催化剂和表面活性剂组成。

其中，过氧化氢作为氧化剂，在低温条件下可以快速分解产生游离基，并与染料分子中的双键反应，从而实现漂白效果。

同时，为了提高过氧化氢分解速率和降低能耗，本研究还引入了一种活性催化剂，并通过调节其用量和配比来优化反应条件。

此外，在体系中加入表面活性剂可以有效提高漂白效果和纤维的亲水性。

2.应用研究
本研究将新型高效低温漂白活化体系应用于棉织物的漂白过程中，并与传统氧化剂漂白方法进行了对比。

实验结果表明，采用新型体系进行漂白的棉织物在相同条件下具有更好的漂白效果，且能耗更低、环
保性更好。

同时，该体系还具有一定的杀菌作用，可有效去除纤维中的细菌和病毒等有害物质。

三、结论
本研究成功研发了一种新型高效低温漂白活化体系，并将其应用于棉织物的漂白过程中。

实验结果表明，该体系具有更好的漂白效果、能耗更低、环保性更好和一定的杀菌作用。

因此，该体系具有广阔的应用前景和推广价值。