棉織物上活性黃X-R的納米光催化剝色研究

何家銘，劉 波，龍家杰

(蘇州大學 紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215021)

隨著人們對美好生活的不斷追求，其對紡織服裝品質的要求也越來越高，特別是更加追求服裝的高質量和其呈現(xiàn)出的美感。與此同時，人們也更加注重和追求節(jié)能環(huán)保、生態(tài)綠色的生產(chǎn)過程，以最大程度減少對環(huán)境的破壞。然而，在對紡織服裝實施顏色加工的過程中，一些細微的失誤或疏忽都容易造成紡織品出現(xiàn)嚴重色差、色斑、色花等疵病[1-3]。這些有色疵病的產(chǎn)生不僅會導致企業(yè)經(jīng)濟損失，同時對這些次品的不當處理還會產(chǎn)生環(huán)境污染[1,3-4]。因此，研發(fā)生態(tài)環(huán)保、節(jié)能降耗減排的剝色回修方法及工藝，以最大程度減少企業(yè)損失，并克服傳統(tǒng)剝色回修工藝中環(huán)境污染大、成本高等弊端，都具有非常重要的意義[3,5-7]。

對紡織品的有色疵品或其廢棄/廢舊品進行光催化剝色回修，是近年來興起的一種全新剝色技術[8-10]。該技術的核心之一是利用光子所具有的能量，激發(fā)半導體催化劑價帶中的電子向導帶進行躍遷，從而在催化材料表面形成大量的電子—空穴對(e-/h+)[11-13]。其中躍遷到導帶的電子(e-)可對催化劑表面的吸附氧(O2)等物質發(fā)生反應，并進而產(chǎn)生具有強氧化性的超氧自由基離子(·O2-)，以及過羥基自由基(·OOH)、過氧化氫(H2O2)等其他系列活性物質[9,14-15]。而因電子躍遷在價帶上產(chǎn)生的空穴(h+)，則可與半導體催化劑表面吸附的水分子(H2O)或/及氫氧根離子(OH-)發(fā)生作用，生成具有強氧化性的羥基自由基(·OH)等活性物質[9,16-17]。上述具有強氧化性的各類高能活性物質，可通過光子激發(fā)催化劑的方式在纖維上及溶液中實現(xiàn)原位生成，并進而對纖維上固著染料的共軛體系等進行進攻，使其被氧化或/及還原降解，達到對纖維表面及其內相中固著染料的剝色目的[8-9,15]。因而，該類光催化剝色及其回修技術，可避免大量使用傳統(tǒng)工藝中的各種氧化劑、還原劑、酸堿及其他剝色助劑等化學品。更為重要的是，該技術可避免傳統(tǒng)剝色中的高溫工藝，可以在常溫條件下實施和開展。同時，光催化剝色的剝色殘液中除添加的半導體催化劑外，幾乎不含氧化、還原劑及染料等各類分解產(chǎn)物或中間產(chǎn)物，更不含有傳統(tǒng)剝色工藝中的各類有毒有害的殘留物；且可以實現(xiàn)多次重復使用。因而，與各類傳統(tǒng)剝色方法及工藝相比較，光催化剝色技術具有顯著的節(jié)能、降耗、減排、綠色、生態(tài)、環(huán)保等優(yōu)勢。

目前光催化剝色技術在天然纖維如棉、麻，再生纖維素纖維如粘膠，合成纖維如腈綸等制品上已有部分研究，并體現(xiàn)出了較好的剝色效果[3，10-11]。對應用染料類型而言，目前雖然在活性染料、直接染料、陽離子染料等品種上也有部分探討，但對每種應用類別的具體染料及其應用工藝等，仍然還比較欠缺，還需要開展更多的研究及探討。從而為其工業(yè)化應用奠定足夠的基礎。

本文以天然棉織物為基質，采用UV/TiO2光催化體系，對纖維上固著活性黃X-R染料的水浴浸漬光催化剝色的可行性進行了研究。探討了UV/TiO2光催化體系中工藝因素對纖維上染料的剝色率，以及對織物拉伸斷裂強力的影響。并采用掃描電鏡對剝色纖維的表面形態(tài)進行表征分析。本文可為紡織品的光催化剝色體系及其光催化生態(tài)剝色技術的研發(fā)及應用奠定基礎。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與藥品

織物：經(jīng)退漿、漂白的純棉機織物(100 g/m2)。

染料：活性黃X-R (CI Reactive Yellow 4)為市售商品染料。

其他化學品及試劑：納米TiO2光催化劑，平均粒徑小于20 nm，購自杭州萬景新材料有限公司；NaOH、HCl、NaCl、Na2CO3為分析純試劑(國藥集團化學試劑有限公司)，皂片為市售產(chǎn)品。實驗用水為去離子水。

1.2 實驗儀器及設備

光催化剝色裝置：染色棉織物的納米光催化剝色裝置為實驗室自制，主要由8 W低壓紫外燈、石英玻璃套管、氣泡均勻分布器、增氧泵及間歇式玻璃容器等構成，其結構及裝配示意圖如圖1所示。

1—電源接線(電源略)；2—間歇式玻璃容器；3—待剝色織物；4—石英玻璃套管；5—低壓紫外燈；6—氣泡均勻分布器；7—增氧泵。圖1 織物的納米光催化剝色裝置示意圖

其他測試儀器： UltraScan PRO測色配色儀(美國HunterLab公司)，Instron-3365材料試驗機(美國Instron公司)，CPA225D型電子分析天平(蘇州賽恩斯儀器有限公司)，XW-ZDR-25X12低噪振蕩式染樣機 (靖江市新旺染整設備廠)，KQ-50DB數(shù)控超聲波清洗器 (昆山市超聲儀器有限公司)，UB-10美國丹佛精密酸度計(丹佛儀器(北京)有限公司)等。

1.3 實驗方法

1.3.1 棉織物的活性黃X-R染料染色

稱取一定量的純棉半成品織物，按下述染色處方配制染液，并根據(jù)圖2所示染色工藝曲線，在低噪振蕩染樣機中對其進行染、固色。染色結束后，將織物取出進行染后處理。其中皂洗工藝為：皂片2.0 g/L，浴比1∶50，溫度45 ℃，時間15 min。染色織物洗凈后晾干備用。

染色處方：活性黃X-R 4.0%(owf)，氯化鈉40.0 g/L，碳酸鈉15.0 g/L，浴比1∶50。

圖2 活性黃X-R染料的染色工藝曲線

1.3.2 活性黃X-R染料的光催化剝色

按照圖1對織物納米光催化剝色裝置進行連接和安裝，其中納米TiO2光催化的激發(fā)光源為8 W低壓紫外燈(主波長為254 nm和180 nm)。將染色棉織物以20.0 cm×7.5 cm(經(jīng)×緯)的規(guī)格均勻平整地置于石英玻璃套管外圍。然后將配置好的TiO2溶液倒入間歇式玻璃容器中，并使待剝色織物完全浸沒于剝色液中。將剝色裝置置于暗箱中，然后開啟增氧泵和紫外燈電源，對織物進行預定條件的納米光催化剝色處理。剝色結束后，將剝色織物取出，充分洗滌并晾干備用。

1.3.3 棉織物表面色深值的測定及剝色率計算

(1)

(2)

1.3.4 拉伸斷裂強力測定及強力保留率計算

將剝色前后的棉織物制成規(guī)格為5 cm×20 cm(緯×經(jīng)，撕去毛邊后)的樣條狀，然后依據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》，在Instron-3365材料試驗機上進行拉伸斷裂強力測定。并根據(jù)式(3)計算得到光催化剝色織物的強力保留率：

(3)

式中：TSRet.為織物的拉伸斷裂強力保留率，%；F0為剝色前染色棉織物的拉伸斷裂強力，N；F1為UV/TiO2光催化剝色后棉織物的拉伸斷裂強力，N。

1.3.5 光催化剝色前后棉纖維的表面形態(tài)觀察

分別取經(jīng)活性黃X-R染色及UV/TiO2光催化剝色后(剝色時間分別為30、60 min)的棉織物樣品，將其黏貼于電鏡臺的導電膠上。然后將樣品在電流為100 mA條件下噴金處理90 s，并在TM3030臺式掃描電鏡上，分別采用×1 000和×5 000放大倍數(shù)對各樣品的表面形態(tài)進行觀察。

2 結果與討論

2.1 UV/TiO2體系中工藝因素對織物上活性黃X-R染料光催化剝色效果的影響

2.1.1 剝色體系初始pH值的影響

在UV/TiO2光催化剝色過程中，體系中的pH值往往會對納米TiO2催化劑的穩(wěn)定性、活性物質的產(chǎn)生及種類等產(chǎn)生一定的影響，進而影響到織物上固著染料的剝色效果；同時也會對織物的宏觀性能產(chǎn)生一定影響。為此，在納米TiO2質量濃度0.06 g/L、剝色溫度20 ℃、剝色時間60 min的條件下，探討體系初始pH值對棉織物上活性黃X-R的剝色效果影響，結果如圖2所示。

圖2 UV/TiO2體系中初始pH值對棉織物上固著活性黃X-R染料剝色效果的影響

圖3表明，當剝色體系中pH值較低，處于酸性條件時，更有利于棉纖維上活性黃X-R染料的剝色；當UV/TiO2體系初始pH值高于6.0時，活性黃X-R的剝色率呈現(xiàn)明顯降低趨勢。而圖2中剝色棉織物的拉伸斷裂強力保留率顯示，中性及堿性體系中更有利于減少剝色織物的強力損失，特別當體系初始pH值由6.0升高到10.0時，其強力保留率出現(xiàn)了明顯改善趨勢。但當體系初始pH值超過10.0以后，其強力保留率又出現(xiàn)了降低。

上述結果表明，采用UV/TiO2光催化體系可有效實現(xiàn)對棉纖維上固著活性黃X-R染料的剝色。根據(jù)半導體光催化基本原理，特別是對紡織品光催化剝色技術的前期研究結果表明[8-9，13]，在UV/TiO2體系中，納米半導體催化劑TiO2在本文實驗中的紫外光源激發(fā)下，可有效發(fā)生價帶電子躍遷，在納米TiO2催化劑的表面形成大量電子—空穴對(e-/h+)。而本文實驗裝置中的增氧泵及氣泡均勻分布器，可使外界進入剝色體系中的氧氣(O2)充分均勻地吸附在納米催化劑表面，從而有效捕獲躍遷電子并與之發(fā)生反應，產(chǎn)生系列具有強氧化性的高能活性物質(如·O2-、·OOH、H2O2)。且對躍遷電子的捕獲能有效阻止催化劑中電子—空穴對(e-/h+)復合，大大提高了催化效率。同時，納米催化劑表面產(chǎn)生的高能活性空穴(h+)，也可與表面吸附水分子(H2O)、氫氧根離子(OH-)等發(fā)生系列反應，產(chǎn)生如·OH等活性物質。此外，在UV/TiO2體系中的納米TiO2可通過分散、布朗運動、吸附等方式，到達染色棉織物的紗線及纖維表面，并進而在纖維表面原位生成上述各種高能活性物質。而這些活性物質則可就地或進一步通過擴散進入纖維無定形區(qū)，對纖維大分子鏈上固著活性黃X-R染料的發(fā)色母體等進行進攻，并通過氧化等方式降解，從而達到剝色效果[8-9，13]。同時，在體系的本體溶液中產(chǎn)生的各類高能活性物質，也可以通過轉移、吸附、擴散等方式到達纖維表面及其內相，并共同促使纖維上活性黃X-R的分解消色。

相關研究顯示，在UV/TiO2光催化體系中，體系中pH值將直接對半導體催化劑TiO2表面電荷產(chǎn)生影響，并進而影響其電子的躍遷、轉移及其催化反應性能[16-17]。在酸性條件下，剝色體系中存在的H+易于在納米催化劑TiO2上發(fā)生吸附，可有效捕獲價帶中的躍遷電子，并有利于阻止電子—空穴對的復合，進而從總體上提高了催化劑的催化效率及各主要活性物質的生成，有利于體系對棉纖維上染料的光催化剝色。同時，在酸性條件下，剝色液中存在的大量H+也易于促進納米TiO2在纖維上吸附，提高活性物質在纖維上原位生成的比例，更利于向纖維內相擴散及進攻活性黃X-R染料的共軛體系。此外，酸性剝色體系也有利于偶氮活性黃X-R共軛體系的加氫分解，或分解產(chǎn)物的離子化[9,14,19]。因而，圖3中當UV/TiO2體系初始pH值低于6.0時，其對棉纖維上偶氮活性黃X-R保持了較高的剝色率。但當體系初始pH值高于8.0時，特別是體系pH值為12.0時，纖維上染料的剝色率降低顯著。

同時，圖3中棉織物在剝色后出現(xiàn)強力損失也表明，UV/TiO2光催化體系產(chǎn)生的各主要活性物質在對棉纖維上固著活性黃X-R染料進行氧化或/及還原降解的同時，部分非選擇性或選擇性差的活性物質也可對棉纖維大分子鏈段及其官能團發(fā)生作用，從而導致其強力保留率產(chǎn)生變化。其中當體系初始pH值為酸性時，剝色液中存在的大量H+容易使棉纖維大分子鏈上的甙鍵發(fā)生水解，因而容易導致棉織物經(jīng)剝色后其強力保留率降低[15]。而當光催化剝色體系中初始pH值從6.0升高到10.0時，剝色液中適量存在的H+卻有利于保護棉纖維被高能活性物質進攻[13,15]；且在一定的堿性范圍內，棉纖維本身也更為穩(wěn)定。故圖3中隨著pH值增加到10.0的過程中，剝色棉織物的強力保留率呈現(xiàn)改善趨勢。然而，當剝色體系pH值為12.0的強堿性時，高濃度OH-易產(chǎn)生大量非選擇性的強氧化性羥基自由基(·OH)，其對纖維的氧化進攻性增強。同時，在體系的紫外光子及有氧條件下，棉纖維大分子鏈段也容易被氧化[15,18]。故當UV/ TiO2光催化剝色體系中初始pH過高時，剝色棉織物的強力保留率又呈現(xiàn)降低趨勢。

因而，為獲得對棉織物上活性黃X-R的良好剝色效果，同時剝色織物本身又可保持良好強力保留率，故在后續(xù)實驗中UV/ TiO2光催化剝色體系中的推薦初始pH值選取為6.0～8.0。

2.1.2 催化劑納米TiO2質量濃度的影響

在UV/TiO2光催化體系中，納米TiO2催化劑的用量會直接影響到系統(tǒng)中自由基的產(chǎn)生數(shù)量，進而會對染色織物的剝色效果產(chǎn)生影響。因此，在系統(tǒng)初始pH值為6.0、剝色溫度20 ℃、剝色時間60 min的條件下，探討了納米TiO2催化劑質量濃度對棉織物上活性黃X-R的剝色效果影響，其結果如圖3所示。

圖3 納米TiO2濃度對棉織物上固著活性黃X-R染料剝色效果的影響

圖3表明，在UV/TiO2光催化體系中，當納米TiO2質量濃度從0.02 g/L增加到0.06 g/L時，棉織物上活性黃X-R染料的剝色率增加趨勢不明顯，保持在80%左右。但當其質量濃度超過0.06 g/L，特別是從0.08 g/L增大到1.00 g/L時，其對棉織物上活性黃X-R的剝色率出現(xiàn)顯著降低。此外，圖3也顯示，隨著納米催化劑TiO2用量不斷增加，剝色棉織物的強力保留率總體出現(xiàn)下降趨勢，特別當其用量超過0.06 g/L時降低更為明顯。

通常隨著催化劑納米TiO2質量濃度在一定范圍內增加，光催化體系中因紫外光子激發(fā)而反應產(chǎn)生的各類活性物質數(shù)量也隨之增加，從而對棉纖維上固著活性黃X-R染料的剝色反應速率加快，剝色程度加強。但圖3中隨納米TiO2質量濃度從0.02 g/L增加到0.06 g/L時，其剝色率增加不明顯，這表明在本催化剝色系統(tǒng)及實驗條件下，棉纖維上活性黃X-R染料的光催化剝色受催化劑在該質量濃度范圍內的影響比較小。這可能是由于在納米TiO2質量濃度在0.02 g/L條件下，其產(chǎn)生的各類主要活性物質可對纖維內相中或/及纖維表面固著活性黃X-R染料的進攻達到了飽和；也可能是由于纖維內相中固著染料的降解剝色表現(xiàn)為活性物質在纖維內的擴散過程控制。此外，當繼續(xù)增大催化劑用量時，特別是當納米TiO2質量濃度從0.08 g/L增大到1.00 g/L時，其顯著降低的剝色率可能跟剝色體系中過多分散狀態(tài)的納米TiO2，阻擋或減少了溶液中紫外光子的穿透及對半導體催化劑的激發(fā)有關。從而導致體系中產(chǎn)生的各類活性物質相對有所減少，并引起棉纖維上該活性染料的剝色率出現(xiàn)明顯降低。

而圖3中隨TiO2質量濃度在0.02～0.08 g/L變化時，其織物強力保留率不斷下降，特別當其用量超過0.06 g/L時出現(xiàn)明顯降低，也進一步表明在UV/TiO2光催化體系中隨催化劑用量在該范圍內增大時，體系中所產(chǎn)生的主要活性物質總量在不斷增多，且該類主要活性物質具有非選擇性，其大部分主要對棉纖維大分子鏈段及其官能團發(fā)起了進攻，故導致剝色棉織物的強力保留率不斷出現(xiàn)降低。而當催化劑用量從0.08 g/L增大到1.00 g/L時，剝色織物的強力保留率出現(xiàn)了明顯回升，這也印證了此時體系中因分散態(tài)納米TiO2質量濃度過高，導致體系中活性物質的產(chǎn)生量相對減少，其對棉纖維上固著染料及纖維自身的進攻都出現(xiàn)減弱。從而導致了棉織物上活性黃X-R染料剝色率明顯降低，而剝色后織物的強力又出現(xiàn)一定改善。

綜上所述，根據(jù)實驗所用活性黃X-R染料在棉織物上的剝色特點，以及體系中各主要活性物質對纖維基質強力的影響，在本UV/TiO2光催化體系中，納米催化劑TiO2的推薦質量濃度可為0.02～0.06 g/L。

2.1.3 UV/TiO2光催化剝色體系溫度的影響

通常而言，體系中剝色溫度的高低可能會直接影響到各類活性物質的產(chǎn)生，以及其在纖維內部擴散和與固著染料分子之間的作用，進而可能對棉織物上染料的剝色效果產(chǎn)生影響。因此，在納米TiO2質量濃度為0.06 g/L、剝色液pH值為6.0、剝色時間為60 min的條件下，探討了體系溫度對棉織物上固著活性黃X-R染料的剝色效果影響，結果如圖4所示。

圖4 體系溫度對棉織物上固著活性黃X-R染料剝色效果的影響

圖4顯示，隨著UV/TiO2光催化剝色體系溫度從20 ℃升高到100 ℃時，棉織物上活性黃X-R的剝色率增加不明顯。特別是當體系溫度在20～80 ℃范圍內變化時，其剝色率都在80%左右；只有當體系溫度升高到100 ℃時，其剝色率為82.6%。此外，圖5還表明，隨著體系溫度不斷升高，剝色棉織物的拉伸斷裂強力保留率出現(xiàn)了顯著下降。當剝色體系溫度為20 ℃時，剝色棉織物的強力保留率為74.1%；而當系統(tǒng)溫度升高到100 ℃時，其強力保留率下降到了35.6%。

通常在傳統(tǒng)的剝色工藝中，對親水性棉纖維及其制品而言，升高剝色體系溫度，有利于剝色纖維大分子鏈段的吸濕膨化及運動，也有利于相關活性物質在纖維內相中的擴散，并提高活性物質與纖維上染料的剝色反應速率及程度，從而提高剝色效率。然而，圖4中實驗結果顯示，UV/TiO2光催化剝色體系中，體系溫度對纖維上活性黃X-R染料的剝色影響并不顯著，這表明該光催化剝色體系的剝色機理跟傳統(tǒng)剝色工藝存在本質性不同[18]。由于納米半導體催化劑的活性激發(fā)、電子—空穴對的產(chǎn)生主要受紫外光子影響，而體系溫度并不能直接引起催化劑價帶中電子躍遷，故升高溫度并不能提高體系中納米催化劑的活性及其活性物質種類及濃度，特別是不能提高或增加對纖維上染料具有選擇性的活性物質種類和濃度。故圖4中棉纖維上固著活性黃X-R的剝色率變化不顯著。然而，當體系溫度升高后，卻可加大棉纖維大分子鏈的運動，以及其與體系中各類非選擇性活性物質接觸反應的機會；同時也提高了有氧條件下紫外光子與纖維鏈段及官能團的反應效率。從而導致了剝色棉織物的強力保留率隨體系溫度升高出現(xiàn)顯著降低。

因而，在UV/TiO2光催化剝色體系中，體系溫度對納米TiO2催化劑活性、活性物質產(chǎn)生等影響較小，但其對剝色棉纖維的強力影響較大。故該光催化剝色體系的推薦溫度為20 ℃為宜。

2.1.4 UV/TiO2光催化時間的影響

在UV/TiO2光催化剝色過程中，光催化時間的合理控制將直接對織物上染料的剝色率產(chǎn)生影響，同時也直接影響到剝色織物強力等宏觀性能。因此，在納米TiO2質量濃度為0.06 g/L、剝色液pH值為6.0、剝色溫度為20 ℃的條件下，探討了光催化時間對棉織物上活性黃X-R的剝色效果影響，結果如圖5所示。

圖5 光催化時間對棉織物上固著活性黃X-R染料剝色效果的影響

圖5顯示，在UV/TiO2光催化剝色體系中，隨著光催化時間的延長，棉織物上活性黃X-R染料的剝色率呈現(xiàn)明顯提高。特別當光催化時間從30 min延長到60 min時，其剝色率由67.5%提升到接近80%。此外，隨著光催化時間進一步延長到150 min時，其剝色率達到近90%，棉纖維上固著的活性黃X-R染料幾乎全部被剝除。同時，圖5也表明，在光催化時間為30 min時，剝色后棉織物的斷裂拉伸強力保留率為98.3%，其強力損失非常小。這表明此階段中UV/TiO2體系中產(chǎn)生的主要活性物質，主要作用于纖維上固著活性黃X-R染料，以促使其分解消色，而對纖維本身的進攻或氧化等作用較少。但隨著剝色時間延長到60 min時，剝色棉織物的強力保留率出現(xiàn)了較為顯著的下降，達到74.1%。這表明隨著棉纖維上殘留染料的逐步減少，體系中持續(xù)產(chǎn)生的各類活性物質，特別是部分非選擇性活性物質，對纖維鏈段及其官能團發(fā)生了較為劇烈的進攻，使纖維強力出現(xiàn)明顯降低。特別當光催化時間延長到150 min時，剝色棉織物的拉伸斷裂強力保留率下降到了20%左右。

因而，在UV/TiO2光催化剝色體系的實際應用過程中，可根據(jù)具體剝色要求及工藝條件等情況，對棉織物上活性黃X-R染料的推薦光催化時間為30～60 min。

2.5 UV/TiO2光催化剝色對棉纖維表面形態(tài)的影響

在UV/TiO2體系中，當光催化產(chǎn)生的各類活性物質在剝除纖維上固著染料的同時，該類活性物質也可能對棉纖維的大分子鏈段、聚集態(tài)結構產(chǎn)生不同程度的影響，因而也可能引起纖維表面形態(tài)發(fā)生變化。因此，采用電子掃描電鏡對光催化剝色前后棉纖維表面形態(tài)進行了觀察，結果如圖6、7所示。

圖6 UV/TiO2光催化剝色前棉纖維的表面形態(tài)

圖7 UV/TiO2光催化剝色后棉纖維的表面形態(tài)

圖6、7顯示，在放大1 000和5 000倍數(shù)觀察條件下，經(jīng)活性黃X-R染色后棉纖維的表面形態(tài)較為光滑平整，且棉纖維的天然紋路較為清晰可見。當經(jīng)30 min剝色處理后，棉纖維的表面形態(tài)變化不明顯，相關天然紋路也保持較完整，且纖維表面無明顯破損及氧化刻蝕等現(xiàn)象。這也與圖5中98.3%的高強力保留率相對應。然而，當經(jīng)60 min剝色處理后，棉纖維的表面形態(tài)變發(fā)生了較明顯的變化，其纖維表面出現(xiàn)了較多刻蝕等損傷痕跡。且在放大5 000倍觀察條件下，部分纖維出現(xiàn)了較為嚴重的空洞、破損，且纖維表面出現(xiàn)了明顯裂紋。而此時纖維表面形態(tài)的這些明顯改變及損傷，較容易導致剝色織物的宏觀性能變化，這也跟圖6中對應條件下較低的強力保留率相一致。

因而，在采用UV/TiO2光催化體系對纖維上染料進行剝色時，選擇或優(yōu)化合適的剝色工藝條件顯得非常必要，以便在不損傷或較少損傷纖維表面形態(tài)及其宏觀性能的條件下，實現(xiàn)纖維上染料的良好剝色。

3 結 論

采用UV/TiO2光催化剝色體系，對棉織物上固著活性黃X-R染料的剝色可行性、體系的主要影響工藝因素、剝色織物拉伸斷裂強力保留率、纖維表面形態(tài)等進行了研究，并獲得了如下實驗結果。

①UV/TiO2光催化剝色體系對棉纖維上活性黃X-R具有良好的剝色性，可根據(jù)具體要求實現(xiàn)常溫條件下的不同程度剝色。

②UV/TiO2光催化剝色體系工藝因素中，增大體系初始pH值至堿性條件時，不利于棉織物上活性黃X-R的光催化剝色，但總體有利于保護纖維，提高其斷裂拉伸強力。提高剝色體系中納米TiO2質量濃度對纖維上染料剝色率增加趨勢不明顯，過高濃度反而易導致剝色率降低，且容易引起剝色棉織物的強力保留率總體出現(xiàn)下降趨勢。升高剝色體系溫度對棉纖維上活性黃X-R的剝色率改善不明顯，容易導致剝色織物強力出現(xiàn)明顯降低。選擇合適的光催化時間，可獲得良好的剝色率及織物強力保留率，但光催化時間過長可引起剝色織物強力下降。

③在UV/TiO2光催化剝色體系中，對棉織物上活性黃X-R的推薦剝色工藝為：體系初始pH值為6.0～8.0，催化劑納米TiO2質量濃度為0.02～0.06 g/L，剝色溫度在20 ℃，光催化時間為30～60 min。

④掃描電鏡觀察表明，在UV/TiO2光催化剝色體系中，采用30 min的較短光催化時間，棉纖維的表面形態(tài)變化不明顯，剝色織物可保持較高的強力保留率。但隨剝色時間進一步延長，體系中各類活性物質對纖維表面具有刻蝕、氧化等損傷作用，使纖維表面形態(tài)發(fā)生變化，易造成纖維及其制品的宏觀性能受損。