专利名称：一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法
技术领域：
本发明属于光催化能力的检测领域，特别涉及一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法。
背景技术：
近年来，纳米材料的特殊性质受到了普遍关注，这吸引了大批学者对纳米材料的应用进行了广泛的研究。其中以锐钛矿纳米二氧化钛为代表的紫外光催化材料，在紫外线激发下能产生电子-空穴对，从而引发周边的H2O, O2等发生反应生成活性很高的自由基， 离子。香港理工大学科研人员董艳，李先锋.纳米TiO2及其在功能纺织品上的应用[J]. 化纤与纺织技术，2006，3 :24-28.将棉织物浸泡在浆状的纳米TiO2溶液中，通过长时间煮沸，将纳米颗粒附着在棉织物上。在阳光下，纺织品就能实现自清洁功能。实验通过检测抗菌能力来说明经纳米二氧化钛处理的棉织物有光催化能力。这种方法只能定性的研究材料的光催化能力。有研究人员使用FZ/T 01021标准和AATCC 100等其他纺织品抗菌标准，做定量抗菌实验，这些标准的缺陷在于这一标准使用的细菌(金黄色葡萄球菌等)本身就能被紫外线杀死，按照其方法做势必导致实验准确性下降。有研究人员K. T. Meilerta, D.Laub b，J. Kiwi. Photocatalytic self-cleaning of modified cotton textiles by TiO2 clusters attached by chemical spacers[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical，2005，237 :101-108对织物进行着色，在紫外灯下照射，获得如图4的效果，来判断其具有光催化能力，但是这种方法只能定性说明其有光催化能力，不能定量。另一方面，已有报道表明，织物上的染料可以用测色仪进行测定。这种方法操作要求较低，实验流程简单，仪器检测方便，而且能用数据准确表示光催化能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，该方法低成本，实验流程简单，仪器检测方便，而且能用数据准确表示光催化能力。本发明的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，包括先用光催化材料处理基质材料，使二者结合，然后用染料对处理后的基质材料进行染色，烘干后用测色仪测定织物的κ/s值，得(VS)1;将上述测定κ/s值后的织物置于紫外线下照射2-6h，再用测色仪测定织物的Κ/S值，得(K/S)2 ;最后用Rp。作为表征参数，可求得 Rpc = [ (Κ/S)「(K/S) 2] / (Κ/S)!。所述的光催化剂为在200_400nm紫外线照射下能过激发的具有光催化能力的材料所述的光催化材料为纳米二氧化钛材料。所述的光催化材料为锐钛矿纳米颗粒。所述的用光催化材料处理织物中的处理为涂层法或合成纤维法。所述的基质材料为织物、玻璃、木板或塑料板。
上述的织物为棉织物。所述的染料为能部分通过紫外线的染料。所述的染料为甲基橙。所述的光催化材料为锐钛矿纳米颗粒，所述的基质材料为织物，所述的用光催化材料处理基质材料为将织物浸入到颗粒浓度为lg/L的锐钛矿颗粒的水溶液中，浴比 I 30，在60°C中浸泡30min且不断搅拌，三浸三轧，轧余率为90%。本发明中所用的测色仪包括Datacolor、MacBeth、X-Rite等公司生产的能测K/S 值的产品；所述的Rp。值作为一个参数包括其他任何演化的形式。由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。当Rp。越大，说明织物的光催化能力越强； 当Rp。越小，说明织物的光催化能力越弱。本发明中用光催化材料处理基质材料是指将光催化材料处理到织物上，这种方法还包括涂层，合成纤维等一切能把光催化材料与基质结合的方法。本发明在室温条件下，织物处于干燥条件下，可以模拟日常服用效果；本发明扩展了测色仪的使用范围。测色仪的操作要求较低，实验流程简单，仪器检测方便，而且能用数据准确表示光催化能力。这诸多优点为测色仪检测紫外线光催化材料的光催化能力提供了先天优势，同时扩展了测色仪的使用范围。有益.效果本发明的操作要求较低，实验流程简单，仪器检测方便，而且能用数据准确表示光催化能力。
图I中a，b，c，d，e分别是实施例1_5中所用的锐钛矿颗粒a、锐钛矿颗粒b、锐钛矿颗粒C、锐钛矿颗粒d和锐钛矿颗粒e的TEM图；图2是实施例1-5中所用的锐钛矿颗粒a、锐钛矿颗粒b、锐钛矿颗粒C、锐钛矿颗粒d和锐钛矿颗粒e的水溶液分散状态下的光催化能力图；图3是实施例1-5中所用的锐钛矿颗粒a、锐钛矿颗粒b、锐钛矿颗粒C、锐钛矿颗粒d和锐钛矿颗粒e五种颗粒处理后的织物经过不同次数水洗的光催化能力图；图4为现有技术中用紫外灯对着色织物照射前后的图片。图5为本发明中染料为甲基橙时，检测锐钛矿纳米颗粒的紫外光催化能力光的流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I先将锐钛矿颗粒a(制备方法请见 Sugimoto Tadao, Zhou Xingping, MuramatsuAtsushi.Synthesis of Uniform Anatase TiO2 Nanoparticles by Gel-Sol Method
1.2.3.4.)(颗粒浓度lg/L，浴比I: 30)浸轧(先在60°C中浸泡30min，不断搅拌)到织物上(三浸三轧，轧余率90%)，烘干织物。用甲基橙(2.5mg/L)对织物进行染色，烘干织物，用测色仪测定织物的Κ/S值(K/Sh。将织物置于紫外线下(室温环境)照射一段4h， 再用测色仪测得织物K/S值(K/S)2。用&。作为表征参数，可求得Rpc;1 = [(VS)1-(KziS)2]/ (K/S) lt)用同样的染色，紫外光催化方法，分别在水洗I次后得到Rpc;2，水洗3次后得到Rpc;3， 水洗5次后得到Rpc;4，由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。结果见图3a。实施例2先将锐钛矿颗粒b (制备方法请见 Sugimoto Tadao, Zhou Xingping, Muramatsu Atsushi.Synthesis of Uniform Anatase TiO2 Nanoparticles by Gel-Sol Method
1.2.3.4.)(颗粒浓度lg/L，浴比I: 30)浸轧(先在60°C中浸泡30min，不断搅拌)到织物上(三浸三轧，轧余率90%)，烘干织物。用甲基橙(2.5mg/L)对织物进行染色，烘干织物，用测色仪测定织物的Κ/S值(K/Sh。将织物置于紫外线下(室温环境)照射一段4h， 再用测色仪测得织物K/S值(K/S)2。用&。作为表征参数，可求得Rpc;1 = [(VS)1-(KziS)2]/ (K/S) lt)用同样的染色，紫外光催化方法，分别在水洗I次后得到Rpc;2，水洗3次后得到Rpc;3， 水洗5次后得到Rpc;4，由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。结果见图3b。实施例3先将锐钛矿颗粒c (制备方法请见 Sugimoto Tadao, Zhou Xingping, Muramatsu Atsushi.Synthesis of Uniform Anatase TiO2 Nanoparticles by Gel-Sol Method
1.2.3.4.)(颗粒浓度lg/L，浴比I: 30)浸轧(先在60°C中浸泡30min，不断搅拌)到织物上(三浸三轧，轧余率90%)，烘干织物。用甲基橙(2.5mg/L)对织物进行染色，烘干织物，用测色仪测定织物的Κ/S值(K/Sh。将织物置于紫外线下(室温环境)照射一段4h， 再用测色仪测得织物K/S值(K/S)2。用&。作为表征参数，可求得Rpc;1 = [(VS)1-(KziS)2]/ (K/S) lt)用同样的染色，紫外光催化方法，分别在水洗I次后得到Rpc;2，水洗3次后得到Rpc;3， 水洗5次后得到Rpc;4，由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。结果见图3c。实施例4先将锐钛矿颗粒d(制备方法请见 Sugimoto Tadao, Zhou Xingping, Muramatsu Atsushi.Synthesis of Uniform Anatase TiO2 Nanoparticles by Gel-Sol Method
1.2.3.4.)(颗粒浓度lg/L，浴比I: 30)浸轧(先在60°C中浸泡30min，不断搅拌)到织物上(三浸三轧，轧余率90%)，烘干织物。用甲基橙(2.5mg/L)对织物进行染色，烘干织物，用测色仪测定织物的Κ/S值(K/Sh。将织物置于紫外线下(室温环境)照射一段4h， 再用测色仪测得织物K/S值(K/S)2。用&。作为表征参数，可求得Rpc;1 = [(VS)1-(KziS)2]/ (K/S) lt)用同样的染色，紫外光催化方法，分别在水洗I次后得到Rpc;2，水洗3次后得到Rpc;3， 水洗5次后得到Rpc;4，由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。结果见图3d。实施例5先将锐钛矿颗粒e (制备方法请见 Sugimoto Tadao, Zhou Xingping, Muramatsu Atsushi.Synthesis of Uniform Anatase TiO2 Nanoparticles by Gel-Sol Method
1.2.3.4.)(颗粒浓度lg/L，浴比I: 30)浸轧(先在60°C中浸泡30min，不断搅拌)到织物上(三浸三轧，轧余率90%)，烘干织物。用甲基橙(2.5mg/L)对织物进行染色，烘干织物，用测色仪测定织物的Κ/S值(K/Sh。将织物置于紫外线下(室温环境)照射一段4h， 再用测色仪测得织物K/S值(K/S)2。用&。作为表征参数，可求得Rpc;1 = [(VS)1-(KziS)2]/ (K/S) i。用同样的染色，紫外光催化方法，分别在水洗I次后得到Rpc;2，水洗3次后得到Rpc;3， 水洗5次后得到Rpc;4，由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。结果见图3e。对比例If是参照样，即未进行纳米材料处理。用甲基橙(2. 5mg/L)对织物进行染色，烘干织物，用测色仪测定织物的Κ/S值(K/Sh。将织物置于紫外线下(室温环境)照射一段4h， 再用测色仪测得织物K/S值(K/S)2。用&。作为表征参数，可求得Rpc;1 = [(VS)1-(KziS)2]/ (K/S) lt)用同样的染色，紫外光催化方法，分别在水洗I次后得到Rpc;2，水洗3次后得到Rpc;3， 水洗5次后得到Rpc4,由Rp。值大小就能判定光催化能力大小。结果见图3f。
权利要求
1.一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，包括先用光催化材料处理基质材料，使二者结合，然后用染料对处理后的基质材料进行染色，烘干后用测色仪测定织物的K/S值，得(VS)1 ;将上述测定K/S值后的织物置于紫外线下照射2-6h，再用测色仪测定织物的K/S值，得(K/S)2 ;最后用Rp。作为表征参数，可求得Rp。 =[(K/SKK/SWa/SV
2.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的光催化剂为在200-400nm紫外线照射下能够激发的具有光催化能力的材料。
3.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的光催化材料为纳米二氧化钛材料。
4.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的光催化材料为锐钛矿纳米颗粒。
5.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的用光催化材料处理织物中的处理为涂层法或合成纤维法。
6.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的基质材料为织物、玻璃、木板或塑料板。
7.根据权利要求6所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的织物为棉织物。
8.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的染料为能部分通过紫外线的染料。
9.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的染料为甲基橙。
10.根据权利要求I所述的一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，其特征在于所述的光催化材料为锐钛矿纳米颗粒，所述的基质材料为织物，所述的用光催化材料处理基质材料为将织物浸入到颗粒浓度为lg/L的锐钛矿颗粒的水溶液中，浴比I : 30，在 60°C中浸泡30min且不断搅拌，三浸三轧，轧余率为90%。
全文摘要
本发明涉及一种检测紫外光催化材料的光催化能力的方法，包括先用光催化材料处理基质材料，使二者结合，然后用染料对处理后的基质材料进行染色，烘干后用测色仪测定织物的K/S值，得(K/S)1；将上述测定K/S值后的织物置于紫外线下照射2-6h，再用测色仪测定织物的K/S值，得(K/S)2；最后用Rpc作为表征参数，可求得Rpc＝[(K/S)1-(K/S)2]/(K/S)1。本发明的操作要求较低，实验流程简单，仪器检测方便，同时拓展测色仪的应用范围，而且能用数据准确表示光催化能力。
文档编号G01N21/25GK102590101SQ20121001125
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者俞海钢, 周兴平 申请人:东华大学