一种将植物纤维素附载纳米二氧化钛的方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种将植物纤维素附载纳米二氧化钛的方法及应用，属于二氧化钛领域。
【背景技术】
[0002]纳米T12既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。纳米二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖，属一般的物理防晒，防晒能力较弱；随着粒径的减小，光线能透过纳米二氧化钛的粒子面，对长波区紫外线的反射、散射性不明显，而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线，主要吸收中波区紫外线。
[0003]纳米T12具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米T1 2在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米T12薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的有机污染物分解为0)2和02，同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功能。
[0004]纳米1102在光线中紫外线的作用下长久杀菌。实验证明，以0.lmg/cm3浓度的锐钛型纳米T12可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，T12光催化杀死癌细胞的效率也提高。对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对目前二氧化钛产品中，一般是通过掺杂的方法使其中载有二氧化钛，会导致二氧化钛分布不均匀，时间长产品性能下降明显的问题，提供了一种将植物纤维素附载纳米二氧化钛的方法及应用，本发明先进行苎麻培育，是苎麻的枝叶中富含钛酸，再经过酶解、酸化，使苎麻纤维素成泥状，通过薄膜挤压成丝，将丝浸泡在煮沸的氢氧化钠和钛酸丁酯混合溶液中，最后收集、清洗、干燥，即得附载纳米二氧化钛的纤维素，本发明通过用钛酸丁酯进行培养植物，最终使植物本身就含有纳米二氧化钛，将其制成产品不需要外部添加就能均匀分布纳米二氧化钛，均匀分散性好，而且防紫外、抗菌、清洁的性能好，生产工艺简单，成本低。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种将植物纤维素附载纳米二氧化钛的方法及应用，其特征在于具体制备步骤为:
(I)选取5mX 5m地种植苎麻，在苎麻生长初期，先在苎麻叶面均匀喷洒100mg/L的钛酸丁酯，喷洒后过4?Sh再进行浇灌自来水，连续交替喷洒、浇灌15?20天，之后换用200mg/L的钛酸丁酯进行喷洒，喷洒后过4?Sh再浇灌四氯化碳溶液，连续交替喷洒、浇灌10?14天，最后用300mg/L的钛酸丁酯溶液进行喷洒，过4?Sh后再用丙醇进行浇灌，连续交替喷洒、浇灌8?10天，使培养出的苎麻中含有钛酸；
(2)采摘3?4kg上述培养的苎麻，用水清洗干净后放入反应池中，向池中加入总质量3?4%纤维素酶，酶解3?4h，酶解后向池中加入质量分数35?40%浓盐酸进行酸化，直至pH达到2?3，静置30?40min后进行过滤，得到泥状固体；
(3)将上述收集得到的泥状固体进行自然风干，使其中水分减至60?70%，之后将固体放在I?3Pm孔径的薄膜上方，同时在薄膜的正下方放容器，在容器中加入体积比5:1质量分数为10?15%氢氧化钠溶液和钛酸丁酯混合溶液，并对溶液进行煮沸，最后在固体上面施加5?7kpa的压力，当固体受到压力通过薄膜可以挤压I?3μπι直径的丝，使丝自然落入下方煮沸的溶液进行浸泡，当挤压全部完成后，停止煮沸，使其自然冷却至室温再浸泡30?40min，浸泡后过滤，收集固体；
(4)将上述固体先用无水乙醇反复浸泡、清洗3?5次，再用去离子水浸泡、清洗3?5，最后过滤，得到的固体放入温度为40?50°C的烘箱中进行烘干，即可得附载纳米二氧化钛的纤维素。
[0007]具体应用方法为:将制得的纤维素和黏胶按质量比7:3进行混合，混合后用热粘法压制成厚度为2?3mm无纺布，再将分割切成尺寸为20x16m大小的无纺布；将切割后的无纺布放入蒸馏水中，将蒸馏水通过RO膜反渗透后得到纯水，在纯水中浸泡2?3h，浸泡后过滤再放入丙二醇中浸泡，并向浸泡液中加入总体积3?5%。的维生素E，浸泡I?2h后，最后过滤取出，进行折叠、堆垛、包装即可；制成的湿巾不仅有杀菌、清洁的效果，而且用在皮肤上能起到放紫外线的作用，防晒指数(UPF)可以达到20?25。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)本发明通过用钛酸丁酯进行培养植物，最终使植物本身就含有纳米二氧化钛，将其制成产品不需要外部添加就能均匀分布纳米二氧化钛，均匀分散性好；
(2)本发明制成的产品防紫外、抗菌、清洁的性能好，而且生产工艺简单，成本低。
【具体实施方式】
[0009]首先选取5mX5m地种植苎麻，在苎麻生长初期，先在苎麻叶面均匀喷洒100mg/L的钛酸丁酯，喷洒后过4?Sh再进行浇灌自来水，连续交替喷洒、浇灌15?20天，之后换用200mg/L的钛酸丁酯进行喷洒，喷洒后过4?Sh再浇灌四氯化碳溶液，连续交替喷洒、浇灌10?14天，最后用300mg/L的钛酸丁酯溶液进行喷洒，过4?Sh后再用丙醇进行浇灌，连续交替喷洒、浇灌8?10天，使培养出的苎麻中含有钛酸；采摘3?4kg上述培养的苎麻，用水清洗干净后放入反应池中，向池中加入总质量3?4%纤维素酶，酶解3?4h，酶解后向池中加入质量分数35?40%浓盐酸进行酸化，直至pH达到2?3，静置30?40min后进行过滤，得到泥状固体；将上述收集得到的泥状固体进行自然风干，使其中水分减至60?70%，之后将固体放在I?孔径的薄膜上方，同时在薄膜的正下方放容器，在容器中加入体积比5:1质量分数为10?15%氢氧化钠溶液和钛酸丁酯混合溶液，并对溶液进行煮沸，最后在固体上面施加5?7kpa的压力，当固体受到压力通过薄膜可以挤压I?3μπι直径的丝，使丝自然落入下方煮沸的溶液进行浸泡，当挤压全部完成后，停止煮沸，使其自然冷却至室温再浸泡30?40min，浸泡后过滤，收集固体；将固体先用无水乙醇反复浸泡、清洗3?5次，再用去离子水浸泡、清洗3?5，最后过滤，得到的固体放入温度为40?50°C的烘箱中进行烘干，即可得附载纳米二氧化钛的纤维素。
[0010]实例I
首先选取5mX 5m地种植苎麻，在苎麻生长初期，先在苎麻叶面均匀喷洒100mg/L的钛酸丁酯，喷洒后过4h再进行浇灌自来水，连续交替喷洒、浇灌15天，之后换用200mg/L的钛酸丁酯进行喷洒，喷洒后过4h再浇灌四氯化碳溶液，连续交替喷洒、浇灌10天，最后用300mg/L的钛酸丁酯溶液进行喷洒，过4h后再用丙醇进行浇灌，连续交替喷洒、浇灌8天，使培养出的苎麻中含有钛酸；采摘3kg上述培养的苎麻，用水清洗干净后放入反应池中，向池中加入总质量3%纤维素酶，酶解3h，酶解后向池中加入质量分数35%浓盐酸进行酸化，直至pH达到2，静置30min后进行过滤，得到泥状固体；将上述收集得到的泥状固体进行自然风干，使其中水分减至60%，之后将固体放在IMffl孔径的薄膜上方，同时在薄膜的正下方放容器，在容器中加入体积比5:1质量分数为10%氢氧化钠溶液和钛酸丁酯混合溶液，并对溶液进行煮沸，最后在固体上面施加5kpa的压力，当固体受到压力通过薄膜可以挤压IMffl直径的丝，使丝自然落入下方煮沸的溶液进行浸泡，当挤压全部完成后，停止煮沸，使其自然冷却至室温再浸泡30min，浸泡后过滤，收集固体；将固体先用无水乙醇反复浸泡、清洗3次，再用去离子水浸泡、清洗3，最后过滤，得