光触媒整理剂在除甲醛纺织品上的应用实例
摘要：本文简要介绍了甲醛的危害以及光触媒技术在纺织品上的应用情况，并采用公司自制的光触媒除甲醛整理剂HTO整理纺织品，讨论了整理剂用量对于甲醛去除率的影响，同时测试了水洗对于光触媒除甲醛效果的影响。结合现有客户实际生产的案例，结果证明光触媒除甲醛整理剂用于纺织品具有实际的可行性，经整理后的纺织品在日光灯照射下就具有良好的除甲醛效果，同时耐一定的水洗，可以做到持久、高效除甲醛。
关键词：光触媒；除甲醛；纺织品；可见光；耐水洗
Application examples of photocatalyst finishing agent in removing formaldehyde textiles
Abstract: This paper briefly introduces the harm of formaldehyde and the application of photocatalyst technology on textiles, and uses the company’s self-made photocatalyst to remove the formaldehyde finishing agent HTO finishing textiles, discusses the influence of the amount of finishing agent on the removal rate of formaldehyde, and tests the water washing for the effect of photocatalyst in addition to formaldehyde. Combined with the actual production cases of existing customers, the results prove that photocatalyst has practical feasibility in addition to formaldehyde finishing agent for textiles. After finishing the textiles, the textiles have good formaldehyde removal effect under the illumination of fluorescent lamps, and at the same time resist certain washing, can do a long-lasting, efficient removal of formaldehyde.
Key words: photocatalyst; formaldehyde removal; textile; visible light; washable
0 前言
甲醛是室内研究中关注度很高的一种易挥发性有机物，由于其在建筑材料如粘合剂、涂料中被经常使用；清洁剂、杀虫剂、消毒剂等日化用品中也多产生甲醛；此外，室外空气污染也会引起室内甲醛污染，因此甲醛导致的室内污染较为常见。而在新装修的房屋中，甲醛是首要污染物[1]。
甲醛常温下是一种有强烈刺激性气味的无色气体，易溶于水，是世界上公认的潜在致癌物之一。室内甲醛的主要危害体现在对人体皮肤黏膜的刺激作用，人的甲醛嗅觉阈值为0.06-0.07 mg/m3，国家标准《室内空气质量标准》规定室内甲醛浓度限值为 0.10 mg/m3（1小时均值），而 0. 15 mg/m3的甲醛浓度便可引起咳嗽、气喘、眼痒、咽喉干燥发痒、声音嘶哑、皮肤干燥发痒及皮炎等不适症状[2]。不同浓度的甲醛对健康的影响如表1 所示。
表1 不同浓度甲醛对人体健康的影响
| 甲醛浓度/（mg·kg -1） | 健康效应 |
| 0.06 | 眼睛刺激感 |
| 0.22 | 上呼吸道刺激感 |
| 0.45 | 呼吸道疾病增加 |
| 1.0 | 组织损伤 |
| 6.0 | 肺部刺激 |
| 60 | 肺水肿 |
| 120 | 死亡 |
光触媒是从日本流传进来的一种具有光催化功能的光半导体材料的总称，在光的照射下会产生类似光合作用的光催化反应，将甲醛等污染物分解成无污染的水和二氧化碳，目前国内市场上的除甲醛公司大多采用该项技术。但是甲醛的危害在于其缓释性和持久性，日本横滨国立大学的研究表明，室内甲醛的释放期为3-15年[3]。除甲醛公司可以在短时间内将光催化技术充分运用，迅速将室内甲醛的浓度降低。但是对于后期释放的甲醛，就不能做到有效的去除。
纺织品作为室内重要的装饰，包括窗帘、墙布、家纺用品、家居布艺等，大量而且持续的存在于室内。如果赋予这些纺织品良好的光催化功能，就可以起到持续除甲醛的作用，更好的净化室内空气，保护室内人员的健康。光触媒除甲醛技术另外一个缺点是在紫外线照射下光催化效率才高，但这一部分能量只占整个太阳光谱的5%左右，这与纺织品所在的环境不符合。因此，研究更高吸收光谱范围、特别是可见光光谱的光触媒除甲醛整理剂用于除甲醛纺织品才有现实意义。
1 试验部分
1.1 材料与设备
织物 纯涤纶印花布
药品 光触媒除甲醛整理剂HTO（香港新河控股有限公司）
仪器及设备 JMU505T台式轧车、立式烘箱、Wascator欧标洗衣机FOM71
1.2 试验方法
整理工艺 配制不同浓度的除甲醛整理剂溶液，浸轧（一浸一轧、轧液率70%），烘干（130℃）。
1.3 甲醛去除测试方法
QB/T 2761-2006 《室内空气净化产品净化效果测定方法》，测试空间1.5立方米，时间为24h，测试模式分别为日光灯照射。
甲醛去除效果按式（1）计算：
Y=（CA-CB）/CA×100% （1）
式中，
Y—甲醛去除率/%
CA—24 h空白舱污染物质量浓度
CB—24 h样品舱污染物质量浓度
2 结果与讨论
2.1 光触媒除甲醛整理剂浓度对甲醛去除率的影响
剪取相同大小的实验布样，分别配制不同浓度的整理液HTO对实验布样进行整理，测试整理后织物的甲醛去除率，结果见表2。
表2 不同整理剂浓度对甲醛去除率的影响
| 整理剂浓度(g/L) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| 甲醛去除率（%） | 30.7 | 65.4 | 77.6 | 85.3 | 87.9 |
从表2可以看出，随着除甲醛整理剂HTO浓度的不断提高，去除甲醛的效果越来越好。在100g/L浓度下，甲醛可去除87.9%。从80g/L到100g/L，甲醛去除率增加不大，可能的原因是80g/L的用量时整理剂在面料上面已经铺展。再提高用量，整理剂的有效成分在厚度上有所增加，但是比表面积并没有大幅度的增加，除甲醛效果提升不明显。
2.2 水洗对于甲醛去除率的影响
纺织品在使用过程中，不可避免的要进行多次水洗。本实验同时测试了水洗次数对于测试面料除甲醛效果的影响。
取100g/L除甲醛整理剂整理后的面料，在洗衣机中进行洗涤，测试不同洗涤次数后，除甲醛面料的甲醛去除率，结果见表3。
表3 水洗次数对甲醛去除率的影响
| 水洗次数 | 0 | 10 | 20 | 30 | 50 |
| 甲醛去除率（%） | 87.9 | 85.2 | 81.8 | 76.3 | 65.0 |
从表3可以看出，水洗对于面料的除甲醛效果有一定影响，30次水洗后，甲醛去除率下降率11.6个百分点。50次水洗后，甲醛去除率下降更加明显。但是经30次水洗后，除甲醛效果仍能保持原来的86.8%。考虑到纺织品的使用实际情况，除甲醛整理剂HTO具有优异的持久性，可以在日常使用中长期具有良好的除甲醛效果，克服了普通除甲醛不方便、不持久的缺点。
3工厂应用实例
3.1 100%涤纶高遮光窗帘面料
除甲醛整理剂HTO 80g/L
温度 室温
一浸一轧（轧液率70%）-烘干（150℃）-成品
客户送检，甲醛去除率高于90%。
3.2 化纤无纺布壁布
除甲醛整理剂HTO 稀释10倍
用喷雾设备单面喷洒
烘干
客户送检，甲醛去除率高于85%。
3.3 纯棉毛巾
除甲醛整理剂HTO 50g/L
亲水柔软剂 30g/L
一浸一轧（轧液率80%）-烘干（105℃）-成品
客户送检，甲醛去除率高于80%。
4 结论
1. 光触媒除甲醛整理剂HTO用于纺织面料上，在日光灯照射下就具有良好的除甲醛效果。用量80g/L整理后的涤纶面料甲醛去除率高达87.9%。
2. 经光触媒除甲醛整理剂HTO整理后的面料，具有优异的耐水洗性，水洗30次后甲醛去除效果仍保持86.8%，在实际应用中可以用于持久除甲醛。
3. 工厂大生产案例证明光触媒除甲醛整理剂HTO使用工艺灵活，根据不同的加工设备可以选浸轧、喷雾等工艺，加工的面料除甲醛效果优异。
参考文献
[1] 陈雪华.室内空气主要污染物及其健康效应[J]．中国卫生工程学，2014(02)：170-173．
[2] 马廷方，沈纲．纳米氧化钛分散液除甲醛效果的应用研究［J］． 丝绸 2006(8):35-37．
[3] 杨静．建筑材料与人居环境附［M］．北京:清华大学出版社，2004．
