摘  要：以氯酸钠、双氧水和硫酸为原料制备二氧化氯溶液,针对二氧化氯用于纯棉织物漂白可有效降解织物中的杂质,而且不会降低织物强力,也不会造成水体的严重污染的特点,通过正交试验研究了pH值、w(ClO2)、漂白温度及漂白时间对回收棉织品漂白效果的影响。

关键词：二氧化氯；漂白；棉织物

 

 

 

Abstract:Chlorine dioxide can remove the impurity of cotton fabrics without reduction of their strength and severe pollution of water. Chlorine dioxide was prepared by using sodium chlorat, hydrogen peroxide and sulfuric acid as raw materials. The factors affecting cotton fabrics bleaching such as pH value, concentration of ClO2, bleaching temperature and bleaching time were discussed by using the orthogonal experiment method.

Keywords:chlorinedioxide；bleaching；cottonfabrics

 

    河北省是重要的纺织废品回收基地,每年有上万吨的纺织废品需要回收。现在大多数企业采用传统的次氯酸钠和双氧水漂白,但会使纤维素发生降解。此外,如果织物上或溶液中带有金属离子,就会加速次氯酸钠和双氧水的分解,降低织物的强力,造成纤维脆损。二氧化氯不仅能有效降解织物中的杂质,而且不会降低织物强力,也不会造成水体的严重污染,是一种值得研究和推广的纯棉织物前处理方法。笔者以氯酸钠、双氧水和硫酸为原料制备二氧化氯溶液,并通过正交试验研究了二氧化氯漂白法的影响参数^[1~7]。

 

1  ClO₂溶液的制备

 

1.1 药品

 

    工业氯酸钠,硫酸,双氧水。

    A组分为110mL质量分数为98%的H₂SO₄；B组分为NaClO₃+H₂O₂：取106.5gNaClO₃和68.0mL质量分数为27%的H₂O₂,将其混合后加水至200mL。

 

1.2 仪器

 

    1000mL四口烧瓶,250mL滴液漏斗,1000mL洗气瓶,循环水真空泵(保定高新区阳光科教仪器厂提供),VIS27220型可见分光光度计(北京第二光学仪器厂提供)。

 

1.3 反应原理

 

    以过氧化氢为还原剂,在酸性介质中还原氯酸钠可制得二氧化氯。反应方程式如下:

 

2NaClO₃+H₂SO₄+H₂O₂=ClO₂+Na₂SO₄+2H₂O+O_{2 ↑}

 

1.4实验步骤

 

    二氧化氯反应步骤示意图见图1。

 

    1)1号洗气瓶中装有500mL饱和NaClO₃溶液,2号和3号洗气瓶中加入吸收液；

    2)安装好装置后,向滴液漏斗中分别加入A组分和B组分；

    3)打开真空泵,调节滴液漏斗的滴液速度,使气体发生量适当；

    4)所得ClO₂用分光光度法测定质量浓度。

 

1.5 检测

 

    1)ClO₂标准溶液的制备:向NaClO₃溶液中加入稀H₂SO₄,使生成的ClO₂气体溶入水中,得到ClO₂溶液。用碘量法标定ClO₂溶液。

    2)标准工作曲线的制备:用可见分光光度法制作标准工作曲线,见图2。

    3)样品ClO₂含量测定:取稀释的ClO₂溶液,于360nm波长处测出其吸光度值,从标准工作曲线上查得该吸光度值对应的Q(ClO₂),按稀释度换算出原液ClO₂的含量。

 

2  ClO₂溶液的漂白实验

 

2.1 实验材料和仪器

 

    回收棉布条(由某厂提供)；ClO₂溶液；渗透剂。

    PHS23C型酸度计(上海理达仪器厂提供)；WSB2d/O型白度仪(上海昕瑞仪器仪表有限公司提供)；YG(B)026D型电子织物强力机(温州仪器仪表有限公司提供)。

 

2.2 实验步骤

 

    1)根据实验所需配制不同质量浓度的ClO₂溶液,加入适量渗透剂；

    2)投入35cm×5cm棉布条10g(浴比为1：20),使其全部浸没；

    3)按实验安排,每隔1h搅拌1次,实验结束后,取出布样,冲洗后烘干。

 

2.3 检测

 

   1)白度:根据GB8425-87纺织品白度的仪器评定方法,采用白度仪对织物白度进行测定^[8]。

   2)强力:根据GB/T3923.1-1997,用电子织物强力机进行测定。

 

3  结果与讨论

 

3.1 pH值对反应的影响

 

    pH值是ClO₂漂白时一个重要影响因素,最佳pH值可由表1的数据确定,其中ClO₂质量分数为40%,反应时间为3h,温度为40℃。

 

序号	1	2	3	4	5	6
初始pH值	0.28	2.21	4.32	5.53	6.65	7.12
终点pH值	0.19	2.01	3.86	5.64	6.43	6.86
白度/%	60.7	62.3	67.2	66.2	64.6	62.3

 

    由表1可知,在pH值为4~5的情况下,白度较高；当pH值小于2时,漂白效果差。这是因为在低pH值条件下,ClO₂转化成无漂白能力的氯酸盐比例大,从而造成ClO₂氧化能力的损失；而pH值高时,ClO₂转化成亚氯酸盐比例大,亚氯酸根离子氧化能力大幅度下降；只有当pH值控制在氯酸盐和亚氯酸盐总量最低时,方可获得最佳白度^[9~11]。

 

3.2 温度、w(ClO₂)及反应时间对反应的影响

 

    采用正交试验法,设计3因素和3个水平即温度、w(ClO₂)、浸泡时间试验了对棉布条白度、强力损失的影响,实验结果见表2。

 

 

    从表2可以看出,随着w(ClO₂)、漂白温度和漂白时间的增加,织物的白度增加。影响织物白度的因素顺序为w(ClO₂)>温度>时间。ClO₂漂白工艺对织物的强力损失影响较小。

 

4  结 语

 

    1)以氯酸钠、双氧水和硫酸为原料制备的二氧化氯溶液,可直接应用于回收棉织品的漂白,具有较好的漂白效果。如将其应用于回收棉织品的漂白,可降低成本。

    2)二氧化氯溶液漂白回收棉织品适宜的pH值为4~5,影响白度的因素顺序为w(ClO₂)>温度>时间。ClO₂漂白工艺对织物的强力损失影响较小。

 

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