超临界CO2溶剂中染料合成与染色研究

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具有典型分子内电荷转移(ICT)的香豆素和萘酰亚胺类染料的荧光性能主要取决于染料母体上供-吸电子基团的影响,当把染料分子结构中的硝基还原成氨基时,提高了基团的供电子能力,使得染料的发射波长改变,光物理性能显著增强。传统硝基还原为氨基的方法主要采用氯化亚锡/盐酸体系或硫化钠体系,但该体系容易造成环境污染。因此,为获得香豆素和萘酰亚胺类荧光染料,开发其绿色无污染的硝基还原反应的溶剂体系具有重要的研究价值。结合超临界CO2反应与染色技术,实现荧光染料的同步合成与染色,对减少环境污染具有重要的意义。1.以四氯金酸为金纳米催化剂的金源,介孔二氧化钛(Ti O2)为催化剂的载体,采用沉积沉淀法设计合成硝基还原的催化剂Au/Ti O2。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线能谱(EDS)测试,结果表明,金纳米粒子的粒径为4-12 nm,Ti O2表面的金负载率为1.61%。Au/Ti O2催化剂的成功制备为后续在绿色溶剂超临界CO2中研究硝基还原反应奠定基础。2.以7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)为原料,设计合成带有硝基的前驱体化合物ANMC。在超临界CO2中,通过采用Au/Ti O2催化剂催化H2还原硝基获得高荧光量子产率(Φ=0.84)和大Stokes位移(>91 nm)的荧光染料DAMC。采用染料合成与染色同步法和分步法,研究了在有/无少量有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)存在条件下染料对涤纶织物的染色情况。结果表明,有/无NMP对染料的产率无较大影响,但对染色效果影响较大,存在少量NMP时,染色后织物的K/S值和吸附率均比无NMP时高。但两种方法染色后织物的耐皂洗色牢度均达到4级以上,耐摩擦牢度达到4-5级以上。实现了香豆素染料DAMC在超临界CO2中的绿色合成和染色。3.以3-硝基-1,8-萘酐为原料设计合成前驱体化合物NO-NH和NO-二甲基,在超临界CO2中,采用Au/Ti O2催化剂催化H2还原硝基获得具有优异光物理特性的染料NP-NH和NP-二甲基。采用染料合成与染色同步法研究了两例染料在有/无溶剂NMP条件下对涤纶织物的染色情况,并且探讨了超临界CO2的温度和压力对染色性能的影响,综合分析K/S值和吸附率,分别得到染料的最佳染色工艺。染色后织物的耐洗色牢度可达3-4级以上,耐摩擦色牢度达4-5级以上。
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