基于金納米粒子的光誘導(dǎo)天然纖維的染色方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用光誘導(dǎo)作用下在天然纖維上原位合成金納米粒子進(jìn)而實(shí)現(xiàn)纖維功能化的染整方法，屬于紡織科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用光照的手段，在天然纖維上將氯金酸還原，從而在天然纖維表面形成金米粒子。該種方法既能使天然纖維展現(xiàn)鮮艷的顏色，同時(shí)也賦予天然纖維特殊的功能性，包括抗日曬和防紫外。用于光誘導(dǎo)的光源包括紫外光，可見光和紅外光多個(gè)波段。本發(fā)明避免了纖維的傳統(tǒng)染色工藝中的復(fù)雜過程，以及需添加大量助劑，后處理，高溫的染色要求，同時(shí)也避免了用水量大，污染嚴(yán)重的環(huán)境問題。本發(fā)明所涉及的染色方法采用金離子作為功能性納米粒子的前驅(qū)體，利用率高，降低染色過程水的用量，而且減少了廢液的排放，安全節(jié)能，清潔環(huán)保。
【專利說明】
基于金納米粒子的光誘導(dǎo)天然纖維的染色方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及基于金納米粒子的光誘導(dǎo)天然纖維的染色方法，屬于紡織科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]貴金屬納米粒子，包括金和銀納米粒子由于其獨(dú)特的局域表面等離子體共振(LSPR)而受到人們廣泛的關(guān)注。局域表面等離子體共振是指當(dāng)光照射到金屬表面的時(shí)候，金屬與光會(huì)發(fā)生相互作用，當(dāng)光的電磁場(chǎng)頻率與電子的等離子體共振頻率一致的時(shí)候就會(huì)發(fā)生共振，由于產(chǎn)生的表面等離子體波被局限在納米結(jié)構(gòu)的附近，所以被稱為局域表面等離子體共振。LSPR受到很多因素的影響，包括納米粒子大小，粒子形狀，粒子組成，粒子周圍環(huán)境和粒子間距。合成金納米粒子的方法有很多。金納米粒子獨(dú)特的光學(xué)性能可以賦予織物鮮艷的顏色。在我們之前的研究中，金銀納米粒子已經(jīng)應(yīng)用于多種纖維的染色。
[0003]傳統(tǒng)上染天然纖維的染料種類有很多，例如酸性染料，分散染料和活性染料。然而，在傳統(tǒng)染色中，光褪色，耗水與耗能依然是急需解決的問題?；谫F金屬納米粒子的染色方法為人們提供了一種新的纖維染色途徑。我們已經(jīng)發(fā)展多種方法來進(jìn)行纖維的貴金屬納米粒子染色。例如，通過靜電相互作用將各向異性銀納米粒子組裝至羊毛纖維上實(shí)現(xiàn)納米粒子與纖維的復(fù)合。另外，通過加熱的方法在棉纖維上原位合成銀納米粒子實(shí)現(xiàn)了棉纖維的染色。不同于以前的工作，本發(fā)明利用光照輻射來誘導(dǎo)金銀納米粒子在天然纖維上的合成，使得纖維顯現(xiàn)特定的顏色，同時(shí)賦予纖維其他的功能性。通過光誘導(dǎo)，金銀納米粒子在天然纖維上的原位合成得以實(shí)現(xiàn)，合成的金銀納米粒子由于其LSPR性質(zhì)而賦予纖維鮮艷的顏色和良好的光穩(wěn)定性，同時(shí)也具有優(yōu)異的抗紫外性能以及抗菌特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種快速的基于金納米粒子的天然纖維染色方法，染色過程簡單易操作，且能賦予天然纖維多種功能性。本發(fā)明所述方法包括以下步驟:
[0005]基于金納米粒子的光誘導(dǎo)天然纖維的染色方法，本發(fā)明利用氯金酸作為納米粒子的前驅(qū)體，在光源照射下，在天然纖維上原位合成金納米粒子，所述染色方法包括以下步驟:
[0006]A.天然纖維與金離子的吸附
[0007]配置濃度為0.2mM?0.7mM氯金酸水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值為4?7，將天然纖維洗凈后浸入至氯金酸溶液中，浴比為20?200，在室溫下震蕩15min，然后靜置5min，使貴金屬離子吸附到天然纖維上。
[0008]B.天然纖維的染色
[0009]將盛有天然纖維的氯金酸溶液置于光源下光照I?5h，隨后取出已結(jié)合有金納米粒子的天然纖維，并洗凈。最后，將天然纖維在室溫下自然晾干或烘干。
[0010]所述的天然纖維為蛋白質(zhì)纖維或纖維素纖維或蛋白質(zhì)紗線或纖維素紗線或蛋白質(zhì)織物或纖維素織物中的一種。
[0011]所述的光誘導(dǎo)的光源為自然太陽光或紫外光或可見光或紅外光或模擬太陽光中的一種或多種。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用光誘導(dǎo)在天然纖維上合成金納米粒子進(jìn)行染色，步驟簡單，無需后處理，對(duì)天然纖維的損傷小。得到染色纖維具有優(yōu)異的耐光照色牢度，抗紫外性能和良好的耐水洗性，另外染色過程不會(huì)影響紡織品原有的性能，且有效增加紡織品的放置時(shí)間。
【附圖說明】
[0013]圖1.金納米粒子染色蠶絲纖維的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
[0014]圖2.金納米粒子染色蠶絲織物的Κ/S曲線。
[0015]圖3.本發(fā)明原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明，見附圖。
[0017]基于金納米粒子的光誘導(dǎo)天然纖維的染色方法，本發(fā)明利用氯金酸作為納米粒子的前驅(qū)體，在光源照射下，在天然纖維上原位合成金納米粒子，所述染色方法包括以下步驟:
[0018]A.天然纖維與金離子的吸附
[0019]配置濃度為0.2mM?0.7mM氯金酸水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值為4?7，將天然纖維洗凈后浸入至氯金酸溶液中，浴比為20?200，在室溫下震蕩15min，然后靜置5min，使貴金屬離子吸附到天然纖維上，天然纖維為蛋白質(zhì)纖維或纖維素纖維或蛋白質(zhì)紗線或纖維素紗線或蛋白質(zhì)織物或纖維素織物中的一種。
[0020]B.天然纖維的染色
[0021]將盛有天然纖維的氯金酸溶液置于光源下光照I?5h，隨后取出已結(jié)合有金納米粒子的天然纖維，并洗凈。最后，將天然纖維在室溫下自然晾干或烘干。光誘導(dǎo)的光源為自然太陽光或紫外光或可見光或紅外光或模擬太陽光中的一種或多種。所生成的金納米粒子尺寸小于lOOnm。
[0022]具體實(shí)施例
[0023]實(shí)施例1
[0024]以天然蛋白纖維中的一種，蠶絲纖維，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0025]A.配置濃度為0.2mM的氯金酸溶液，調(diào)pH為4，浴比為200，將蠶絲織物浸入溶液劇烈搖晃15min，然后靜置5min。
[0026]B.將盛有蠶絲織物和氯金酸溶液的石英器皿，置于自然太陽光下照射5h。
[0027]C.光照后將已染色的蠶絲織物從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0028]實(shí)施例2
[0029]以天然纖維素纖維中的一種，棉纖維，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0030]A.配置濃度為0.7mM的氯金酸溶液，溶液pH調(diào)至為7，浴比為20，將棉纖維浸入溶液后劇烈搖晃15min，靜置5min。
[0031]B.將盛有棉纖維和氯金酸溶液的石英器皿，置于紫外光下照射lh。
[0032]C.光照后將已染色的棉纖維從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0033]實(shí)施例3
[0034]以天然蛋白質(zhì)紗線中的一種，蠶絲紗線，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0035]A.配置濃度為0.4mM的氯金酸溶液，溶液pH調(diào)至為5，浴比為50，將棉纖維浸入溶液后劇烈搖晃15min，靜置5min。
[0036]B.將盛有蠶絲紗線和氯金酸溶液的石英器皿，置于可見光下照射5h。
[0037]C.光照后將已染色的蠶絲紗線從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0038]實(shí)施例4
[0039]以天然纖維素紗線中的一種，棉紗線，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0040]A.配置濃度為0.2mM的氯金酸溶液，溶液pH調(diào)至為6，浴比為100，將棉纖維浸入溶液后劇烈搖晃15min，靜置5min。
[0041 ] B.將盛有棉紗線和氯金酸溶液的石英器皿，置于模擬太陽光下照射3h。
[0042]C.光照后將已染色的棉紗線從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0043]實(shí)施例5
[0044]以天然蛋白質(zhì)織物中的一種，蠶絲織物，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0045]A.配置濃度為0.5mM的氯金酸溶液，溶液pH調(diào)至為4，浴比為150，將棉纖維浸入溶液后劇烈搖晃15min，靜置5min。
[0046]B.將盛有蛋白質(zhì)織物和氯金酸溶液的石英器皿，置于模擬太陽光下照射2h。
[0047]C.光照后將已染色的蠶絲織物從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0048]實(shí)施例6
[0049]以天然纖維素織物中的一種，棉織物，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0050]A.配置濃度為0.6mM的氯金酸溶液，溶液pH調(diào)至為7，浴比為100，將棉纖維浸入溶液后劇烈搖晃15min，靜置5min。
[0051]B.將盛有蛋白質(zhì)織物和氯金酸溶液的石英器皿，置于發(fā)射有紫外光和可見光的氙燈下照射2h。
[0052]C.光照后將已染色的棉織物從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0053]實(shí)施例7
[0054]以天然纖維素織物中的一種，棉織物，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0055]A.配置濃度為0.6mM的氯金酸溶液，溶液pH調(diào)至為6，浴比為80，將棉纖維浸入溶液后劇烈搖晃15min，靜置5min。
[0056]B.將盛有蛋白質(zhì)織物和氯金酸溶液的石英器皿，利用紫外光，可見光和紅外光一共照射2h。
[0057]C.光照后將已染色的棉織物從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
[0058]實(shí)施例8
[0059]以天然蛋白纖維中的一種，蠶絲纖維，作為染色對(duì)象的染色方法，包括以下步驟:
[0060]A.配置濃度為0.2mM的氯金酸溶液，調(diào)pH為4，浴比為200，將蠶絲織物浸入溶液劇烈搖晃15min，然后靜置5min。
[0061 ] B.將盛有蠶絲織物和氯金酸溶液的石英器皿，置于紅外光下照射5h。
[0062] C.光照后將已染色的蠶絲織物從反應(yīng)器皿中取出，用水沖洗后晾干。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于金納米粒子的光誘導(dǎo)天然纖維的染色方法，其特征在于:利用氯金酸作為納米粒子的前驅(qū)體，在光源照射下，在天然纖維上原位合成金納米粒子，所述染色方法包括以下步驟: A.天然纖維與金離子的吸附 配置濃度為0.2mM?0.7mM氯金酸水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值為4?10，將天然纖維洗凈后浸入至氯金酸溶液中，浴比為20?200，在室溫下震蕩15min，然后靜置5min，使貴金屬離子吸附到天然纖維上； B.天然纖維的染色 將盛有天然纖維的氯金酸溶液置于光源下光照I?5h，隨后取出已結(jié)合有金納米粒子的天然纖維，并洗凈。最后，將天然纖維在室溫下自然晾干或烘干。2.如權(quán)利要求1所述的一種光誘導(dǎo)天然纖維染色方法，其特征在于:所述的天然纖維為蛋白質(zhì)纖維或纖維素纖維或蛋白質(zhì)紗線或纖維素紗線或蛋白質(zhì)織物或纖維素織物中的一種。3.如權(quán)利要求1所述的一種光誘導(dǎo)天然纖維染色方法，其特征在于:所述的光誘導(dǎo)的光源為自然太陽光或紫外光或可見光或紅外光或模擬太陽光中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】D06P1/44GK105839429SQ201610352861
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】王訓(xùn)該, 唐彬, 姚婭
【申請(qǐng)人】武漢紡織大學(xué)