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本文首先用高碘酸钠对纤维素进行选择性氧化,再用高锰酸钾进一步氧化,获得局部氧化的双羧基纤维素,然后在二氧化钛悬浊液里超声处理而负载二氧化钛,最后用叶绿素铜钠溶液浸泡,获得负载有敏化二氧化钛的纤维素材料。通过实验确定了较合理的参数值:高碘酸钠浓度为0.05 mol·L-1时,在40℃下对纤维素氧化4 h,然后在60℃下氧化40 min;40℃下,高锰酸钾(0.4 mol·L-1)氧化20 min;二氧化钛处理时,超声两次,二氧化钛含量为0.0120 g·(50 mL)-1;叶绿素铜钠含量为0.0100 g·(50 mL)-1,敏化时间为10 h。通过傅里叶红外光谱(FTIR),热场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线衍射(XRD)等表征手段可以确定二氧化钛较均匀地负载在纤维素非织造布上,且其表面被叶绿素铜钠敏化。对制备的材料进行性能测试,包括:光催化性能,耐皂洗牢度,抗紫外性能,热性能。(1)光催化降解罗丹明B,当降解时间为1 h时,降解速率开始增大,因为当时的太阳光强度增大,同一时刻下,可见光和紫外光数量增多,有利于提供充足的光能;当光降解时间为3 h时,负敏材料(负载敏化二氧化钛的氧化纤维素材料)将罗丹明B完全光催化降解,而钛(二氧化钛纳米颗粒)和负钛材料(负载二氧化钛的氧化纤维素材料)作用下的最后残存率分别为89.0%、71.0%。负敏材料响应太阳光的能力较强,提高了对太阳光的利用率。经洗涤15次以后,负敏材料3.5 h将罗丹明B完全降解,说明其依然有较好的光催化降解罗丹明B的能力。(2)光催化降解甲醛溶液,在日光灯下,负敏材料对甲醛的降解能力最强,5 h后,甲醛去除率达到28.9%,而钛和负钛材料的去除率都小于10.0%。经洗涤15次后,负敏材料的去除率为23.2%,仍然有较强地去除甲醛的能力。(3)皂洗色牢度,当洗涤3~18次后,色牢度均能达到3~4级。(4)抗紫外性能,洗涤15次后,材料的抗紫外性能降低,但仍然具有较好的抗紫外效果。(5)热重曲线(TG)分析可知,原样品和负敏材料的最后残留率分别为11.6%,21.0%,而负敏材料中敏化二氧化钛占的比重约为3.1%,表明负载在纤维素材料上的敏化二氧化钛阻燃作用明显。热重微分曲线(DTG)分析可知,在初始降解阶段,负敏材料的失重速率较快;在主要降解阶段,原样品的降解速率迅速增大,很快超过负敏材料;降解速率最大值超前33℃,说明敏化二氧化钛催化了纤维素反应;残渣降解阶段,负敏材料的降解速率高于原样品,但降解最大速率滞后10℃,说明敏化二氧化钛在第二阶段催化纤维脱水成炭,但生成的碳质残渣在高温不稳定。综合TG和DTG分析可知,敏化二氧化钛有利于提高纤维材料的阻燃性能。(6)极限氧指数(LOI),原样品属于易燃材料(LOI<22),而负敏材料属于难燃材料(LOI>27)。说明引入的敏化二氧化钛起到了较好的阻燃效果。