鄭 敏* 吳佳卿 許 樂(lè) 殷 駿
蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院 蘇州 215021
摘 要：氮摻雜ZnO由于氮的摻雜而具有優(yōu)良的抑菌性和紫外防護(hù)性。本文在氮摻雜ZnO納米晶制備專(zhuān)利技術(shù)的基礎(chǔ)上, 對(duì)所合成的氮摻雜ZnO納米晶進(jìn)行表面改性以獲得穩(wěn)定的水性分散漿, 采用透射電鏡和激光粒度分析儀對(duì)改性效果進(jìn)行了表征, 重點(diǎn)研究了改性納米分散漿處理后的棉織物的防紫外性和抗菌性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：利用多羥基化合物和偶聯(lián)劑的協(xié)同增效作用改性后的氮摻雜ZnO納米晶具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性, 長(zhǎng)期放置無(wú)沉積現(xiàn)象。紫外防護(hù)因子測(cè)試結(jié)果和抗菌測(cè)試結(jié)果表明改性后的氮摻雜ZnO納米晶處理后的棉織物具有優(yōu)良的紫外防護(hù)性和抗菌性抑菌性，且抗菌性不受環(huán)境影響，即使在無(wú)光照條件下也表現(xiàn)出良好的抗菌性能，水洗50次效果不變。
關(guān)鍵詞：氮摻雜ZnO；改性; 防紫外；抗菌
1引 言
納米ZnO被廣泛用于光電材料、光催化劑、抑菌材料、紫外屏蔽劑、傳感材料的制備中，具有很好的應(yīng)用前景[1]。但納米氧化鋅的某些性質(zhì)尤其是光催化性質(zhì)、抑菌性質(zhì)往往需要紫外線的激發(fā)，一般ZnO只有在波長(zhǎng)不大于387 nm 的紫外光照射下才具有光激發(fā)活性，而太陽(yáng)光中紫外波段部分的能量?jī)H占全部太陽(yáng)能的5％左右，絕大部分可見(jiàn)光的能量(45％左右)尚未得到充分利用，尤其在適應(yīng)細(xì)菌生存的陰暗環(huán)境，ZnO的抗菌性更是難以體現(xiàn)出來(lái)，為此，拓寬ZnO可見(jiàn)光響應(yīng)的制備與改性技術(shù)研究引起了廣泛關(guān)注。
通過(guò)非金屬元素氮的摻雜來(lái)代替晶格氧促使TiO2帶隙變窄，提高其可見(jiàn)光催化活性[2-3]已經(jīng)有許多報(bào)道，這種摻雜理念在ZnO上也是相通的。目前對(duì)ZnO氮摻雜的前沿研究主要集中在其p型半導(dǎo)體薄膜的制備上。由于通過(guò)Ⅴ族元素氮的摻雜實(shí)現(xiàn)p型摻雜，促進(jìn)了ZnO薄膜在光電領(lǐng)域的巨大進(jìn)展，如K.Minegishi[4]通過(guò)CVD技術(shù)摻氮首次得到p-ZnO薄膜。不過(guò)由于ZnO諸多的本征施主缺陷，對(duì)受主產(chǎn)生高度的自補(bǔ)償作用，ZnO的p型摻雜仍然難以實(shí)現(xiàn)。而在已有氮摻雜ZnO粉體的研究中[5-10]，制備工藝路線復(fù)雜，合成時(shí)間長(zhǎng)，原料成分多，容易引入雜質(zhì)，有些工藝還要用到大量有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境有污染。并且對(duì)氮摻雜ZnO的應(yīng)用性能很少涉及。
筆者通過(guò)一步燃燒法[11]（ZL200710133731.3）成功制得各項(xiàng)性能優(yōu)良的氮摻雜ZnO納米晶,具體合成工藝以及產(chǎn)品特征見(jiàn)已發(fā)論文[12]。本文主要對(duì)所制的氮摻雜ZnO納米晶進(jìn)行了化學(xué)改性處理，利用多羥基化合物與硅烷偶聯(lián)劑的協(xié)同作用獲得穩(wěn)定的納米氮摻雜ZnO水性分散體系。重點(diǎn)研究了該納米水性分散體系處理后的棉織物的紫外防護(hù)性和抗菌性,并對(duì)納米氮摻雜ZnO處理后的棉襪的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了初步探討。
2 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)過(guò)程(略)
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
2.2 微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試
2.3 紫外防護(hù)性測(cè)試
2.4 抗菌測(cè)試
2.5 織物抗紫外抗菌功能的耐久性評(píng)價(jià)
3 結(jié)果與討論（略）
3.1氮摻雜納米ZnO的表面改性
3.2氮摻雜納米ZnO的紫外屏蔽性能
3.3氮摻雜納米ZnO的抗菌性能
4 結(jié)論
通過(guò)TEA與KH560的協(xié)同增效作用改性所得到的納米氮摻雜納米ZnO水性分散漿具有極好的分散穩(wěn)定性，粒度分布均勻，長(zhǎng)期放置無(wú)沉積。與未摻雜以及未改性納米氮摻雜納米ZnO相比, 改性后的納米氮摻雜納米ZnO水性分散漿可賦予棉織物極佳的紫外屏蔽效果和抗菌性，當(dāng)用量為2g/L時(shí)，UPF指數(shù)可達(dá)54，且抑菌性不受環(huán)境影響，即使在無(wú)光照條件下也表現(xiàn)出99%的抑菌性能,水洗50次無(wú)明顯變化。納米棉襪的實(shí)際應(yīng)用效果顯示，納米氮摻雜納米ZnO處理的棉襪對(duì)腳氣、腳臭具有良好的改善效果，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
此論文收錄在《第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)及低碳紡織研討會(huì)論文集》
購(gòu)買(mǎi)論文請(qǐng)聯(lián)系010-85872531/41
