奈米碳管对TiO2在以溶凝胶热处理之金属复合棉织物-崑山电子历程.DOC

奈米碳管對TiO2在以溶凝膠熱處理之金屬複合棉織物加工之研究 謝松煌、趙修毅 崑山科技大學 高分子材料系 摘要 本研究擬透過溶膠－凝膠烷(GOTMS)，，，。 隨著科技發展與生活水準的提高，人們對衣物的要求，要求美觀，要多功能性，所以紡織工業技術紡織品趨向高附加價值化、環保化及多功能。[1-5]。目前奈米技術已應用於防紫外線、抗菌、抗靜電、防電磁波、遠紅外線、自潔性、撥水及撥油、吸濕排汗及阻燃等方面。而溶膠凝膠技術製備無機氧化物奈米級溶膠整理織物是改善織物性能使之功能化的新途徑。 溶膠－凝膠法是指金屬有機或無機化合物經過溶液、溶膠、凝膠而固化，再經熱處理形成氧化物或其他固體化合物的方法[6]。-凝膠法具有低成本、、[7]。由於奈米溶膠易於進行化學或物理的改質，所以使用不同的奈米溶膠可以大幅度的改善織物之穿著性能，其使用價值會越來越高。目前，將溶膠凝膠技術應用於紡織上的研究性報導極為少見，但是根據其基本原理，將其應用到紡織品上，製備功能性織物是具有可行性的。 [2,8-9]，預期當光觸媒材料進入奈米級時，將可更有效的提升光分解的效應；而可見光光觸媒在民生科技或其他科技上的應用發展未來趨勢 二氧化鈦為n型半導體[8]，，正方晶系的金紅石(rutile)型、銳鈦礦(antase)型及板鈦礦(brookite)型，銳鈦礦(antase)型[11]。當光子(photon)照射於二氧化鈦觸媒表面且其能量(hν)大於或等於二氧化鈦觸媒之能隙值時，於光觸媒的導電帶(conduction band；CB)(valence band；VB)(electron- electron hole pair)。導電帶上的電子具有還原能力，可將吸附的溶氧分子還原產生O2-；同時價電帶的h+具有強的氧化能力，可以將吸附的水分子或OH-氧化成OH·自由基。陰極上的O2-在酸性溶液中容易進一步反應成H2O2或OH·。OH(300~400nm)，太陽光的利用率低，透過金屬離子摻雜、光敏化、複合半導體等。近年有報告指出摻雜C[10-11]、N[12]、F[13]等有助可見光催化反應。Asahi[12]等認為N摻雜二氧化鈦後，N2P軌域能夠與O2P軌域結合，使材料能隙變小。表現出可見光催化活性；但摻雜離子濃度高於一定值時，反而會使電子-電洞增加結合機會使光催化活性降低[14]。以二氧化鈦當作光觸媒，利用紫外光光催化原理降解水中的污染物已被廣泛地研發及應用[15]，然而光觸媒的使用大多以粉末型態為主，即所謂懸浮處理系統，但其對於後續的處理卻有嚴重的限制。 金屬織物一般是在合成纖維梭織物、針織物、非織物或與其它天然纖維混紡織物上進行鎳、銅、金或鈷等的金屬化處理，使織物保有原有的柔軟、耐折疊的特點，且性能上並沒有明顯的改變。經金屬化處理的織物具有永久的抗靜電性能、吸收電磁波幅射性能、雷達電波的高反射性、在低壓範圍內的電熱幅射性、對紫外線和紅外線具有反射及吸收等性能。另外金屬化碳纖維和芳香族聚醯氨纖維織物，可用作飛機上電磁波遮蔽和雷擊防護素材。本研究擬透過溶膠－凝膠技術將環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(TTB)在適當的催化劑下發生水解及聚縮合反應TiO2溶膠，然後織物進行加工，CNT在可見光區域其加工。 2-1實驗材料 ：規格為2-2實驗藥品 1. 環氧基矽烷：C9H20O5Si (3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane,97%(GOTMS)， ACROS ORGANICS,USA) 2. 乙醇：C2H5OH(PA)99% 3. 鈦酸丁酯：C16H36O4Ti(Titanium(IV)n-butoxide,99%(TTB)， ACROS ORGANICS,USA) 4. 二乙醇胺：C4H11NO2 (Dithanolamine,99%)試藥級島久藥品株式會社 5. 無水乙醇胺：CH2NH2CH2CH2OH (Monoethanolamine,99%) 試藥級,島久藥品株式會社2-3儀器設備 1.壓吸機 (Rspid Labortex；瑞比股份有限公司，Taiwan) 2.熱處機 (Rspid Labortex；瑞比股份有限公司，Taiwan) 3.反應槽設備 4.紅外線光譜儀 (FT-IR，Bio-Red Digilab FTS-40) 5.能量分散光譜儀 (EDS，Philips XL 40 FEG) 6.掃描式電子顯微鏡 (SEM，Joel 5610) 7.熱差重力分析儀 (TGA，博精 Pyris 1) .電子天平 (Preccisa，XB620M，Dietikon) .精密熱風循環烘箱 (EYEL