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《還原染料新型還原染色技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、還原染料的電化學(xué)還原及其染色［扌商要］:綜述了還原染料電化學(xué)還原及其染色的原理，講述了電化學(xué)的基木原理以及電化學(xué)體系的基本單元。最后敘述了這種環(huán)保方法的國內(nèi)外發(fā)展和研究現(xiàn)狀。［關(guān)鍵詞］:還原染料電化學(xué)還原染色電極還原染料是一類較老的優(yōu)良染料，色譜齊全，顏色鮮艷，以其牢度好著稱。它是棉用高級染料品種之一，大量應(yīng)用于纖維素纖維和滌/棉混紡織物內(nèi)棉組分的套染。有些還原染料還可用來染聚酯纖維和維綸。經(jīng)過長期的研究改進(jìn)和應(yīng)用考驗(yàn)，這類染料中的許多品種己經(jīng)得到了公認(rèn)，成為長期沿用的品種。還原染料都不溶于水，需要用還原劑使這些染料形
2、成可溶和可染色的隱色體。還原染料所使用的還原劑至今大多仍是連二亞硫酸鈉（保險(xiǎn)粉）。還原染料仍然是目前要求高染色質(zhì)量的各類紡織品染色中極其重要的染料品種。例如耐洗牢度要好的工作服、需要滅菌的陜療紡織品和需要有紅外反射作用的軍用紡織品等許多領(lǐng)域中要求好的耐氯牢度，都需要應(yīng)用還原染料染色。從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，還原染料也是目前纖維素纖維染色優(yōu)先的選擇。由于這些染料不溶于水，不會(huì)積聚在水屮和生物體屮。而對生態(tài)的影響主要是應(yīng)用還原劑和其他各種染色助劑，在染色過程中使用后它們會(huì)最后留在廢水中。因此有待開發(fā)新的環(huán)保的方法解決還原染料染色對環(huán)
3、境的污染問題。目前研究最多的就是見電化學(xué)應(yīng)用于還原染料的染色。1還原染料的電化學(xué)還原及其染色的原理染料的電化學(xué)述原可以分為直接和間接述原兩種。對于硫化染料，電子能從陰極表面向染料直接載荷，而還原染料和靛藍(lán)染料更具有顏料的特性和低的水溶性，對陰極表面的接觸概率很低，因而電子從陰極轉(zhuǎn)移到染料分子上需要由所謂的“介體”種在染浴中具有優(yōu)良溶解性并對纖維親和力低的鐵絡(luò)合物來幫助。這種鐵絡(luò)合物從陰極表面獲得一個(gè)電子變成一個(gè)Fe2+絡(luò)合物，接著在與染料分子接觸時(shí)，它將這個(gè)獲得的電子移交給染料分子，述原染料分子于是被還原成穩(wěn)色體，成為
4、可溶于水從而能向纖維移動(dòng)。介體在向染料分子移交電子以后回復(fù)成氧化的Fe3+絡(luò)合物并準(zhǔn)備從陰極接收下一個(gè)電子。在這種循環(huán)過程中介體不會(huì)喪失而溶于廢水中，而起到像催化劑運(yùn)載電子那樣的作用。此外,還原的介體在染液中合適的濃度可以防止隱色體染料分子被空氣中的氧再氧化。染液中氧化還原電勢經(jīng)由電解池中電流和介體濃度的控制，使得能用正確量的還原當(dāng)量而不會(huì)有任何過量，包括染浴屮的空氣屮氧的破壞但不會(huì)引起敏感的述原染料。2電化學(xué)2.1電化學(xué)概述電化學(xué)是一門重要的邊沿學(xué)科，它是研究電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化，以及和這個(gè)過程有關(guān)的定律和規(guī)則。也有
5、的學(xué)者認(rèn)為，電化學(xué)是研究化學(xué)載流子（在化學(xué)體系中的載流子：電子、空穴、離子）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。它與化學(xué)領(lǐng)域中的其它學(xué)科、電子學(xué)、固體物理學(xué)、牛物學(xué)等學(xué)科有密切的聯(lián)系。這些學(xué)科涉及能源、交通、材料、生命以及環(huán)境等重人問題的研究，推動(dòng)著國民經(jīng)濟(jì)和尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。2.2電化學(xué)體系的基本單元所有電化學(xué)體系至少含有浸在電解質(zhì)溶液中或緊密附于電解質(zhì)上的兩個(gè)電極，而且在許多情況下有必要采用隔膜將兩電極分隔開。下面將分別介紹電極、隔膜、電解質(zhì)溶液及電解池的設(shè)計(jì)。2.2.1電極電極是與電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)接觸的電子導(dǎo)體或半導(dǎo)體，為多相體系。
6、電化學(xué)體系借助于電極實(shí)現(xiàn)電能的輸入或輸出，電極是實(shí)施電極反應(yīng)的場所。一般電化學(xué)體系分為二電極體系和三電極體系，用的較多的是三電極體系。相應(yīng)的三個(gè)電極為工作電極、參比電極和輔助電極。2.2.2隔膜隔膜將電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，以保證陰極、陽極上發(fā)牛氧化?還原反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物不互相接觸和干擾。特別是在化學(xué)電源的研究中，隔膜常常是影響電池性能的重要因素。隔膜可以采用玻璃濾板隔膜、鹽橋和離子交換膜等,起傳導(dǎo)電流作用的離子可以透過隔膜。2.2.3電解質(zhì)溶液電化學(xué)池中電解質(zhì)溶液是電極間電子傳遞的媒介，它是由溶劑和高濃度的電解
7、質(zhì)鹽（作為支持電解質(zhì)）以及電活性物種等組成，也可能含有其他物質(zhì)（如絡(luò)合劑、緩沖劑）。電解質(zhì)溶液大致可以分成三類，即水溶液體系、有機(jī)溶劑體系和熔融鹽體系。2.2.4電解池的設(shè)計(jì)電解池根據(jù)不同的需要有不同的設(shè)計(jì)，除了電流非常小以外，常用的電解池都是由工作電極，輔助電極和參比電極三電級體系組成。3國外研究現(xiàn)狀這種環(huán)保型的電化學(xué)染色方法在1980年代末已由奧地利Dornbirn的Innsbruck大學(xué)紡織化學(xué)和紡織物理學(xué)院、德國Heraeus電化學(xué)公司和BASF公司的密切合作下開發(fā)，其許多基木專利也從那個(gè)時(shí)候開始發(fā)表。開始時(shí)工
8、作集中于靛藍(lán)人用量單色體系的染色，研究表明這個(gè)方法存在人量節(jié)省和染料重復(fù)利用的可能性。第一次大規(guī)模試驗(yàn)是1994年在德國和1995年在美國，在靛藍(lán)染色機(jī)上進(jìn)行的。試驗(yàn)所得到的染色物達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)，表明這種方法的適用性，但成本包括投資仍然太高。因此后來研究了陰丹士林染料在卷裝染色機(jī)上的染色，研究表明能夠適用于多種還原染料染色體系，獲得良
