一种有色光催化纤维及其制备方法与流程

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种有色光催化纤维及其制备方法。

背景技术

光催化纤维是光催化材料中的一种，现有技术一般采用后整理法和纺丝法两种手段将光催化剂(如纳米二氧化钛)与纤维结合制备环境净化纺织品。后整理法需要对已经成型的织物进行浸钆或者是涂层处理，使其具备光催化性能；而纺丝法则是直接将光催化剂与纺丝液混合，然后经过纺丝工艺制备得到具有催化功能的纺织品。

虽然光催化技术在纺织品中的运用得到了发展，但是现有技术提供的光催化纺织品普遍存在光催化降解效果差、纺织品颜色单一的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有色光催化纤维及其制备方法。本发明提供的有色光催化纤维的光催化降解性能优异，同时解决了催化功能性纺织品颜色单一的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种有色光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：

将聚酯类聚合物、色母粒以及复合光催化剂混合均匀进行纺丝，得到有色纤维原丝；

对所述有色纤维原丝内部的复合光催化剂进行裸露处理，得到有色光催化纤维。

优选地，所述聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的一种或几种物质的混合物或几种物质的共聚物。

优选地，所述聚酯类聚合物为聚酯类聚合物溶液或聚酯类聚合物熔体；

所述聚酯类聚合物溶液的质量浓度为5～20％。

优选地，所述色母粒为红色母粒、蓝色母粒、黄色母粒、黑色母粒、紫色母粒、绿色母粒和橙色母粒中的一种或几种。

优选地，所述复合光催化剂为二氧化钛-石墨烯复合物、类石墨相氮化碳-石墨烯复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物、二氧化钛-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、二氧化钛-金属酞菁复合物、金属酞菁-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨-金属酞菁复合物和二氧化钛-金属酞菁-三氧化钨复合物中的一种或几种。

优选地，所述聚酯类聚合物、色母粒、复合光催化剂的质量比为(79～89.2):(1～10):(0.8～20)。

优选地，所述有色纤维原丝的直径为0.05～100μm。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的有色光催化纤维，包含聚酯类聚合物、色母粒和复合光催化剂，所述有色光催化纤维中的复合光催化剂呈半包覆半裸露状态。

优选地，所述聚酯类聚合物、色母粒、复合光催化剂的质量比为(73～80):(2～9):(1～18)。

优选地，所述有色光催化纤维的直径为0.03～90μm

本发明提供了一种有色光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将聚酯类聚合物、色母粒以及复合光催化剂进行纺丝，得到有色纤维原丝；对所述有色纤维原丝内部的复合光催化剂进行裸露处理，得到有色光催化纤维。本发明以聚酯类聚合物和复合光催化剂作为原料，在将原料纺成有色纤维原丝之后，再通过裸露处理将原丝中的复合光催化剂暴露出来，使得到的有色光催化纤维具有光催化活性。同时，色母粒中的主要成分有颜料，而颜料可以起到敏化催化剂、提高催化剂活性的作用。因此，本发明通过添加色母粒，在保证所述有色光催化纤维具有优异光催化降解性能的同时，解决了催化功能性纺织品颜色单一的问题。实验结果表明，本发明提供的有色光催化纤维对于亚甲基蓝的降解速率很高，140min能够使亚甲基蓝的降解率达到90％以上。

附图说明

图1为实施例1得到的有色光催化纤维与无色光催化纤维对亚甲基蓝的光催化降解活性图。

具体实施方式

本发明提供了一种有色光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：

将聚酯类聚合物、色母粒以及复合光催化剂混合均匀进行纺丝，得到有色纤维原丝；

对所述有色纤维原丝内部的复合光催化剂进行裸露处理，得到有色光催化纤维。

本发明将聚酯类聚合物、色母粒以及复合光催化剂混合均匀进行纺丝，得到有色纤维原丝。在本发明中，所述聚酯类聚合物优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的一种或几种物质的混合物或几种物质的共聚物，更优选为一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种或八种物质的混合物或一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种或八种物质的共聚物；具体的如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯的共聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物等。

本发明对所述聚酯类聚合物的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的聚酯类聚合物即可，具体的可以为具体选择的聚酯类聚合物的市售产品。

在本发明中，所述聚酯类聚合物优选以聚酯类聚合物溶液或聚酯类聚合物熔体形式使用。当所述聚酯类聚合物以聚酯类聚合物溶液形式使用时，本发明优选将复合光催化剂与聚酯类聚合物溶液混合，将得到的纺丝溶液进行纺丝。在本发明中，所述聚酯类聚合物溶液中的溶剂优选为三氟乙酸和/或六氟异丙醇。在本发明中，所述聚酯类聚合物溶液的质量浓度优选为5～20％，更优选为8～15％，最优选为10～13％。当所述聚酯类聚合物以聚酯类聚合物熔体形式使用时，本发明优选通过熔融纺丝将复合光催化剂在线添加到聚酯类聚合物熔体中进行纺丝，制备得到有色纤维原丝。

在本发明中，所述色母粒优选为红色母粒、蓝色母粒、黄色母粒、黑色母粒、紫色母粒、绿色母粒和橙色母粒中的一种或几种的混合物，具体的可以为红色母粒、蓝色母粒、黄色母粒、黑色母粒中的一种、两种、三种或四种物质的混合物；更具体的如红色母粒和蓝色母粒的混合物或者黄色母粒和黑色母粒的混合物。本发明对于所述色母粒的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备即可。

在本发明中，所述复合光催化剂优选为二氧化钛-石墨烯复合物、类石墨相氮化碳-石墨烯复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物、二氧化钛-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物、二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物、二氧化钛-金属酞菁复合物、金属酞菁-三氧化钨复合物、类石墨相氮化碳-三氧化钨-金属酞菁复合物和二氧化钛-金属酞菁-三氧化钨复合物中的一种或几种。

在本发明中，所述二氧化钛-石墨烯复合物中二氧化钛和石墨烯的质量比优选为100:(0.1～2)，更优选为100:(0.2～1)。本发明对所述二氧化钛-石墨烯复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述二氧化钛-石墨烯复合物优选由二氧化钛和石墨烯直接混合而成。在本发明中，所述二氧化钛优选为锐钛矿晶型二氧化钛或混晶型二氧化钛；所述二氧化钛的粒径优选为50～800nm，更优选为100～600nm，最优选为200～500nm。本发明对所述石墨烯的种类没有特殊要求，优选为单层石墨烯、多层石墨烯、或者单层石墨烯和多层石墨烯的混合物。在本发明中，所述多层石墨烯的厚度优选为0.3～50nm，更优选为2～40nm。

在本发明中，所述类石墨相氮化碳-石墨烯中类石墨相氮化碳和石墨烯的质量比优选为100:(0.1～2)，更优选为100:(0.2～1)。本发明对所述类石墨相氮化碳-石墨烯复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述类石墨相氮化碳-石墨烯复合物优选由类石墨相氮化碳和石墨烯直接混合而成。在本发明中，所述石墨烯的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

本发明对所述类石墨相氮化碳(g-c3n4)的种类没有特殊要求，优选为单层类石墨相氮化碳和/或多层类石墨相氮化碳。在本发明中，所述类石墨相氮化碳的厚度优选为0.3～50nm，更优选为2～40nm。本发明对所述类石墨相氮化碳的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。

在本发明的具体实施例中，所述类石墨相氮化碳(g-c3n4)的制备方法优选包括以下步骤：

将尿素进行热处理，得到类石墨相氮化碳。

在本发明中，所述热处理的温度优选为300～650℃，更优选为350～600℃，最优选为500～550℃；所述热处理的时间优选为3～8h，更优选为4～7h，最优选为5～6h。本发明优选自室温升温至热处理温度，所述升温至所述热处理温度的升温速率优选为1～6℃/min，更优选为2～4℃/min。本发明优选在空气气氛、常压下进行所述热处理；本发明对所述热处理所采用的设备没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于进行热处理的设备即可，具体的如管式炉或箱式炉。

在本发明中，所述二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物中二氧化钛和类石墨相氮化碳的质量比优选为100:(2～100)，更优选为100：(5～25)。本发明对所述二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述二氧化钛-类石墨相氮化碳复合物优选由二氧化钛和类石墨相氮化碳直接混合而成。在本发明中，所述二氧化钛和类石墨相氮化碳的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述二氧化钛-三氧化钨复合物中二氧化钛和三氧化钨的质量比优选为100:(2～1000)，更优选为100:(5～300)。本发明对二氧化钛-三氧化钨复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述二氧化钛-三氧化钨复合物优选由二氧化钛和三氧化钨直接混合而成。在本发明中，所述三氧化钨的粒径优选为5～500nm，更优选为10～400nm，最优选为50～300nm。在本发明中，所述二氧化钛的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物中类石墨相氮化碳和三氧化钨的质量比优选为100:(10～1000)，更优选为100:(20～500)。本发明对类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物优选由类石墨相氮化碳和三氧化钨直接混合而成。在本发明中，所述类石墨相氮化碳和三氧化钨的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物中二氧化钛、类石墨相氮化碳和三氧化钨的质量比优选为(15～90):(2～50):(5～80)，更优选为(30～90):(5～40):(10～70)。本发明对所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-三氧化钨复合物优选由二氧化钛、类石墨相氮化碳和三氧化钨直接混合而成。在本发明中，所述二氧化钛、类石墨相氮化碳和三氧化钨的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物中二氧化钛、类石墨相氮化碳和金属酞菁的质量比优选为(45～74):(25～50):(0.5～6)，更优选为(55～65):(30～40):(1～4)。在本发明中，制备所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物所采用的二氧化钛和类石墨相氮化碳的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。在本发明中，制备所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物所采用的金属酞菁优选具有式1所示结构：

在本发明，所述式1中m优选为锌、铁、铜或钴；r优选为-h、-nh2、-cl、-f、-cooh、-no2、-nhcoch3、-nhso3h或-so3h。在本发明，所述r的取代位点优选为间位取代。

本发明对于所述具有式1所示结构的金属酞菁的来源没有特殊的限定，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述金属酞菁优选使用邻苯二腈法或苯酐尿素法制备得到，具体参考文献(吕汪洋.催化功能纤维降解染料等有机污染物的研究.浙江理工大学,2010)中的方法制备。

本发明对所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明中，所述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法优选包含如下步骤：

(1)将类石墨相氮化碳、二氧化钛和非质子有机溶剂混合，得到混合分散液；将具有式1所述结构的金属酞菁与非质子有机溶剂混合，得到金属酞菁溶液；

(2)将所述步骤(1)中混合分散液滴加到金属酞菁溶液中，将得到的反应液加热进行反应，得到二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物。

本发明优选将类石墨相氮化碳、二氧化钛和非质子有机溶剂混合，得到混合分散液。本发明对于所述类石墨相氮化碳、二氧化钛和非质子有机溶剂的混合没有特殊的限定，能够将各组分混合分散均匀即可。本发明优选将所述类石墨相氮化碳与非质子有机溶剂混合，得到类石墨相氮化碳分散液；将所述二氧化钛与非质子有机溶剂混合，得到二氧化钛分散液；将所述类石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液混合，得到混合分散液。在本发明中，所述类石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液的浓度独立地优选为1～4mg/ml，更优选为2～3mg/ml。

本发明对于所述与类石墨相氮化碳和二氧化钛混合的非质子有机溶剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的非质子有机溶剂即可。在本发明中，所述非质子有机溶剂优选包括二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮。

在本发明中，所述非质子有机溶剂与类石墨相氮化碳、二氧化钛的混合优选在超声条件下进行。本发明对于所述超声没有特殊的限定，能够将各组分分散均匀即可。在本发明中，制备所述类石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液时所需超声的时间独立地优选为5～30h，更优选为9～23h，最优选为12～16h；功率独立地优选为200～500w，更优选为300～400w。

在本发明中，所述类石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液的混合优选再搅拌条件下进行。本发明对于所述搅拌没有特殊的限定，能够将各组分混合分散均匀即可。在本发明中，所述搅拌的时间优选为2～10h，更优选为4～8h，最优选为5～7h。

本发明优选将具有式1所述结构的金属酞菁与非质子有机溶剂混合，得到金属酞菁溶液。在本发明中，所述金属酞菁溶液的质量浓度优选为0.5～5％，更优选为1～4％，最优选为2～3％。本发明对于所述非质子有机溶剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的非质子有机溶剂即可。在本发明中，所述非质子有机溶剂优选包括二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮。

在本发明中，所述具有式1所述结构的金属酞菁与非质子有机溶剂的混合优选在超声条件下进行。本发明对于所述超声的操作没有特殊的限定，能够将各组分分散均匀即可。在本发明中，所述超声的时间优选为5～30h，更优选为9～23h，最优选为12～16h；所述超声的功率优选为200～500w，更优选为300～400w。

得到所述混合分散液和所述金属酞菁溶液后，本发明优选将所述混合分散液滴加到金属酞菁溶液中，将得到的反应液加热进行反应，得到二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物。在本发明中，所述滴加的速率优选为50～150ml/h，更优选为80～120ml/h，最优选为95～105ml/h。在本发明中，所述加热的温度优选为45～60℃，更优选为50～55℃；所述反应的时间优选为4～8h，更优选为5～7h。

所述反应完成后，本发明优选将所述反应后得到的物料进行后处理，得到二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物。在本发明中，所述后处理优选包括以下步骤：

将反应后得到的物料依次进行过滤、洗涤、干燥，得到二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物。

本发明对于所述过滤的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过滤的技术方案即可。本发明优选采用g6砂芯漏斗进行所述过滤。

在本发明中，所述洗涤优选依次用非质子有机溶剂、碱溶液、酸溶液和水洗涤。本发明对于所述非质子有机溶剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的非质子有机溶剂即可。在本发明中，所述非质子有机溶剂优选包括二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮。在本发明中，用非质子有机溶剂洗涤的次数优选为2～5次。本发明对于所述碱溶液没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的碱溶液即可。在本发明的实施例中，具体采用氢氧化钠溶液作为碱溶液。在本发明中，所述碱溶液的浓度优选为0.1～0.3mol/l。在本发明中，用碱溶液洗涤的次数优选为2～5次。本发明对于所述酸溶液没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的酸溶液即可。在本发明的实施例中，具体采用硫酸溶液作为酸溶液。在本发明中，所述酸溶液的浓度优选为0.1～0.3mol/l。在本发明中，用酸溶液洗涤的次数优选为2～5次。本发明对于所述水的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的水即可。本发明优选采用超纯水。本发明对于用水洗涤的次数没有特殊的限定，能够将酸溶液洗涤后得到的产物洗涤至中性即可。

完成洗涤后，本发明将所述洗涤后得到的产物进行干燥，得到二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物。本发明对于所述干燥没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥的技术方案即可。本发明优选采用冷冻干燥。在本发明中，所述冷冻干燥的温度优选为-40～-60℃，更优选为-45～-55℃；所述冷冻干燥的时间优选为16～24h，更优选为18～22h。

在本发明中，所述类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物中类石墨相氮化碳和金属酞菁的质量比优选为100:(0.05～10)，更优选为100:(0.1～5)。本发明对所述类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法与上述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法相似，将其中的二氧化钛含量变为零即可。在本发明中，制备所述类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物所采用的类石墨相氮化碳和金属酞菁的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述二氧化钛-金属酞菁复合物中二氧化钛和金属酞菁的质量比优选为100:(0.05～10)，更优选为100:(0.1～5)。本发明对所述二氧化钛-金属酞菁复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述二氧化钛-金属酞菁复合物的制备方法与上述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法相似，将其中的类石墨相氮化碳含量变为零即可。在本发明中，制备所述二氧化钛-金属酞菁复合物的所采用的二氧化钛和金属酞菁的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述金属酞菁-三氧化钨复合物中金属酞菁和三氧化钨的质量比优选为(0.05～10):100，更优选为(0.1～5):100。本发明对所述金属酞菁-三氧化钨复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述金属酞菁-三氧化钨复合物的制备方法与上述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法相似，将其中的类石墨相氮化碳和二氧化钛均替换为三氧化钨即可。在本发明中，制备所述金属酞菁-三氧化钨复合物的所采用的金属酞菁和三氧化钨的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述类石墨相氮化碳-金属酞菁-三氧化钨复合物中类石墨相氮化碳、金属酞菁和三氧化钨的质量比优选为(19.8～90):(0.2～9):(9～80)，更优选为(25～85):(0.3～7):(10～75)。本发明对所述类石墨相氮化碳-金属酞菁-三氧化钨复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述类石墨相氮化碳-金属酞菁-三氧化钨复合物的制备方法与上述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法相似，将其中的二氧化钛替换为三氧化钨即可。在本发明中，制备所述类石墨相氮化碳-金属酞菁-三氧化钨复合物所采用的类石墨相氮化碳、金属酞菁和三氧化钨的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述二氧化钛-三氧化钨-金属酞菁复合物中二氧化钛、三氧化钨和金属酞菁的质量比优选为(10～90):(0.1～10):(5～90)，更优选为(25～90):(0.2～5):(10～80)。本发明对所述二氧化钛-三氧化钨-金属酞菁复合物的来源没有特殊要求，采用本领域中技术人员熟知的市售产品或按照本领域常规技术手段制备均可。在本发明的具体实施例中，所述二氧化钛-三氧化钨-金属酞菁复合物的制备方法与上述二氧化钛-类石墨相氮化碳-金属酞菁复合物的制备方法相似，将其中的类石墨相氮化碳替换为三氧化钨即可。在本发明中，制备所述二氧化钛-三氧化钨-金属酞菁复合物所采用的二氧化钛、三氧化钨和金属酞菁的种类及来源优选与上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，当所述光催化剂中含有金属酞菁时，金属酞菁可以负载在其他成分(二氧化钛、类石墨相氮化碳、三氧化钨等)表面，使二氧化钛、类石墨相氮化碳、三氧化钨等成分敏化，拓宽光催化剂的可见光响应范围，提高光能利用率。

在本发明中，当所述光催化剂为上述几种光催化剂中两种或两种以上的混合物时，本发明对所述混合物中的光催化剂种类及质量比没有特殊要求，使用任意种类的光催化剂以任意质量比进行混合均可。

在本发明中，所述聚酯类聚合物、色母粒和复合光催化剂的质量比优选为(79～89.2):(1～10):(0.8～20)，更优选为(80～90):(2～8):(2～18)，最优选为(81～89):(4～6):(5～15)。

本发明对所述纺丝的方法没有特殊要求，具体的可以为熔融纺丝、溶液纺丝、溶液静电纺丝、溶液离心纺丝或静电离心纺丝。本发明对所述纺丝的具体工艺参数没有特殊限定，能够得到固定直径的原丝即可。在本发明中，所述有色纤维原丝的直径优选为0.05～100μm，更优选为0.2～80μm，最优选为0.5～60μm。

在本发明一个具体实施例中，采用溶液静电离心纺丝制备有色纤维原丝，所述溶液静电纺丝的电压优选为10～20kv，更优选为12～18kv，最优选为15kv；纺丝速度优选为0.1～2ml/h，更优选为0.5～1.5ml/h，最优选为1ml/h；接收距离优选为15～25cm，更优选为18～23cm，最优选为20cm；转速优选为4000～6000r/min，更优选为4500～5500r/min，最优选为4800～5300r/min。

本发明在得到所述有色纤维原丝之后，对所述有色纤维原丝内部的复合光催化剂进行裸露处理，得到有色光催化纤维。本发明优选使用碱减量对所述有色纤维原丝进行处理，裸露所述有色纤维原丝内部的复合光催化剂。在本发明中，所述碱减量处理优选为浸渍法碱减量处理或浸轧汽蒸法碱减量处理。

在本发明中，所述浸渍法碱减量处理过程中有色纤维原丝和处理液的质量比优选为1:(30～50)，更优选为1:(35～45)，最优选为1:(38～43)。在本发明中，所述浸渍法采用的处理液优选包含无机碱、促进剂和水。在本发明中，所述无机碱优选为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。在本发明中，所述无机碱在浸渍法处理液中的浓度优选为5～30g/l，更优选为10～25g/l，最优选为15～20g/l。

在本发明中，所述促进剂优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵和n,n’-聚氧乙烯基烷基苄基氯化铵中的一种或几种。在本发明中，所述促进剂在浸渍法处理液中的浓度优选为0.2～2g/l，更优选为0.5～1.5g/l，最优选为0.8～1.2g/l。

在本发明中，所述浸渍法碱减量处理的温度优选为60～100℃，更优选为70～90℃，最优选为75～85℃；所述浸渍法碱减量处理的时间优选为20～120min，更优选为40～100min，最优选为60～80min。

本发明优选对浸渍法碱减量处理得到的纤维进行水洗。本发明对所述水洗没有特殊要求，能够将所述纤维洗涤至中性即可。

所述水洗之后，本发明优选对所述纤维进行干燥，得到有色光催化纤维。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～100℃，更优选为70～90℃，最优选为75～85℃。

在本发明中，所述浸轧汽蒸法碱减量处理过程中有色纤维原丝和处理液的质量比优选为1:(30～50)，更优选为1:(35～45)，最优选为1:(38～43)。在本发明中，所述浸轧采用的处理液优选包含无机碱、耐碱渗透剂和水。在本发明中，所述无机碱优选为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。在本发明中，所述无机碱在浸轧处理液中的浓度优选为5～30g/l，更优选为10～25g/l，最优选为15～20g/l。

在本发明中，所述耐碱渗透剂优选为十六烷基三甲基溴化铵(aep98)和/或十二烷基二甲基苄基氯化铵(oep-70)。在本发明中，所述耐碱渗透剂在浸轧处理液中的浓度优选为0.2～2g/l，更优选为0.5～1.5g/l，最优选为0.8～1.2g/l。

本发明优选将所述有色纤维原丝加入到处理液中进行浸轧处理。在本发明中，所述浸轧处理的时间优选为5～10min，更优选为6～9min，最优选为7～8min。

所述浸轧处理之后，本发明优选将得到的纤维进行蒸汽处理。在本发明中，所述蒸汽处理的温度优选为100～130℃，更优选为105～125℃，最优选为110～120℃；所述蒸汽处理的时间优选为2～30min，更优选为5～25min，最优选为10～20min。

本发明优选对蒸汽处理得到的纤维进行水洗。本发明对所述水洗没有特殊要求，能够将所述纤维洗涤至中性即可。

所述水洗之后，本发明对所述水洗后的纤维进行干燥，得到有色光催化纤维。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～120℃，更优选为70～100℃，最优选为75～85℃。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的有色光催化纤维，包含聚酯类聚合物、色母粒和复合光催化剂，所述有色光催化纤维表面的复合光催化剂呈半包覆半裸露状态。

在本发明所述有色光催化纤维中，所述聚酯类聚合物、色母粒、复合光催化剂的质量比优选为(73～80):(2～9):(1～18)，更优选为(74～79):(3～7):(2～15)，最优选为(75～78):(4～6):(4～10)。

在本发明中，所述有色光催化纤维的直径优选为0.03～90μm，更优选为5～80μm，最优选为20～60μm。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明下述实施例中，如无特殊说明，所述份数均为质量份。

实施例1

称取82份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、3份的黄色母粒以及15份的复合光催化剂(85％的tio2与15％的g-c3n4)，将三者混合均匀进行熔融纺丝，得到有色纤维原丝，所述有色纤维原丝的直径为20μm。

然后称取100份的有色纤维原丝加入到碱减量处理液中处理60min，所述碱减量处理的浴比为1:50，所述碱减量处理液中氢氧化钠的浓度为5g/l，促进剂十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.4g/l，水温80℃。然后水洗至中性，置于60℃烘箱中平铺烘干，即得到有色光催化纤维。称其质量，计算得其碱减量率为15％。

将本实施例得到的有色光催化纤维40mg添加到30ml浓度为2×10^-5mol/l的亚甲基蓝溶液中，在模拟太阳光下进行光催化降解实验，并与不含有色母粒的无色光催化纤维进行对比，实验结果如图1所示，图1为本实施例得到的有色光催化纤维与无色光催化纤维对亚甲基蓝的光催化降解活性图。由图1可知，本实施例提供的有色光催化纤维对于亚甲基蓝的去除率能够达到93％。在相同条件下，相比于不含有色母粒的无色光催化纤维，降解亚甲基蓝的活性提高了18％。

实施例2

称取87份的聚对苯二甲酸丙二醇酯、5份的蓝色母粒以及8份的复合光催化剂(88％的tio2、10％的g-c3n4和2％的石墨烯)，将三者混合均匀，进行熔融纺丝，得到有色纤维原丝，所述有色纤维原丝的直径为24μm。

然后称取100份有色纤维原丝加入到碱减量处理液中处理70min，所述碱减量处理的浴比为1:50，所述碱减量处理液中氢氧化钠的浓度为10g/l，促进剂十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵的浓度为0.4g/l，水温80℃。然后水洗至中性，置于60℃烘箱中平铺烘干，即得到有色光催化纤维。称其质量，计算得其碱减量率为20％。

本发明按照实施例1的方式对本实施例得到的有色光催化纤维进行检测，检测结果表明，本实施例提供的有色光催化纤维对亚甲基蓝的去除率为95％。

实施例3

称取90份的聚对苯二甲酸丙二醇酯、3份的红色母粒、7份的复合光催化剂(85％的tio2，11％的g-c3n4，4％的wo3)，将三者混合均匀，进行熔融纺丝，得到有色纤维原丝，所述有色纤维原丝的直径为22μm。

然后称取100份的有色纤维原丝放入浸轧处理液中进行碱减量处理7min，所述的浸轧处理液中氢氧化钠的浓度为15g/l，十二烷基三甲基溴化铵0.3g/l，130℃下汽蒸3min，然后水洗至中性，置于60℃烘箱中平铺烘干，即得到溶去部分聚对苯二甲酸丙二醇酯的有色光催化纤维。称其质量，计算得其碱减量率约22％。

本发明按照实施例1的方式对本实施例得到的有色光催化纤维进行检测，检测结果表明，本实施例提供的有色光催化纤维对亚甲基蓝的去除率为96％。

实施例4

称取85份的聚乙交酯、5份绿色母粒以及10份的复合光催化剂(80％的g-c3n4，17％wo3，3％的四氨基锌酞菁)，将三者混合均匀，进行熔融纺丝，得到有色纤维原丝，所述有色纤维原丝的直径为30μm。

然后称取100份的纤维，放入浸轧处理液中进行碱减量处理10min，所述的浸轧处理液中氢氧化钠的浓度为10g/l，十二烷基三甲基溴化铵1g/l。120℃下汽蒸5min，然后水洗至中性，置于60℃烘箱中平铺烘干，即得到有色光催化纤维。称其质量，计算得其碱减量率约25％。

本发明按照实施例1的方式对本实施例得到的有色光催化纤维进行检测，检测结果表明，本实施例提供的有色光催化纤维对亚甲基蓝的去除率为94％。

实施例5

称取90份的聚对苯二甲酸乙二醇酯、5份的蓝色母粒以及5份的复合光催化剂(70％的tio2，28％的g-c3n4，2％的四羧基钴酞菁)，将三者混合均匀，再将该混合物以10％的比例溶于六氟异丙醇中进行静电离心纺丝，所述离心纺丝的电压为15kv，转速为5000r/min，纺丝速度为0.5ml/min，得到纤维直径为550nm左右的纳米纤维膜。

然后称取100份的纳米纤维膜，放入浸轧处理液中进行碱减量处理8min，所述浸轧处理液中氢氧化钠的浓度为8g/l，n,n’-聚氧乙烯基烷基苄基氯化铵1g/l。130℃下汽蒸3min然后水洗至中性，置于60℃烘箱中平铺烘干，即得到有色光催化纤维。称其质量，计算得其碱减量率约28％。

本发明按照实施例1的方式对本实施例得到的有色光催化纤维进行检测，检测结果表明，本实施例提供的有色光催化纤维对亚甲基蓝的去除率为92％。

由以上实施例可知，本发明以聚酯类聚合物和复合光催化剂作为原料，在将原料纺成有色纤维原丝之后，再通过裸露处理将原丝中的复合光催化剂暴露出来，使得到的有色光催化纤维具有光催化活性。同时，本发明通过添加色母粒，在保证所述有色光催化纤维具有优异光催化降解性能的同时，解决了催化功能性纺织品颜色单一的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。