环多胺型仿酶催化剂的制备及其催化双氧水漂白棉织物的性能研究

论文摘要

纺织印染行业是高消耗高污染行业,棉型织物前处理废水排放量大,漂白是棉织物前处理过程中耗水量最大的工序,传统的高温高碱双氧水漂白工艺能耗高,不利于环保。因此,对棉织物的漂白工艺进行改进是实现节能减排的一个必然趋势。为了降低双氧水的漂白温度,必须采用活化剂促进双氧水在较低温度下的分解,而已有的双氧水活化剂或不溶于水；或者仅在40℃条件下催化作用较好,再升高温度就会失去活化作用,但在常规的洗涤温度下棉织物上的杂质不易去除,这就限制了已有的双氧水活化剂在棉织物漂白中的应用。因此,为实现织物的低温漂白,必须开发新型双氧水活化剂。由于生物酶催化高效、专一,采用金属仿酶模拟生物酶催化双氧水漂白是一条有效途径。本课题选择环多胺金属配合物仿酶催化双氧水漂白棉织物。本文首先合成了1,4,7-三甲基三氮杂环壬烷为配体,然后合成了三甲基三氮杂环壬烷的铁（Ⅲ）、铜（Ⅱ）、钻（Ⅱ）、铁（Ⅱ）4种金属配合物,采用红外、元素分析、热分析、单晶X-射线衍射等手段确定了配合物的结构。用高锰酸钾滴定法分别讨论了漂白浴温度、pH、配合物的浓度等条件对金属配合物催化双氧水分解的影响规律。在应用实验部分,将4种金属配合物应用于3种不同的棉织物漂白工艺实验中,研究了温度、配合物浓度、稳定剂浓度等工艺条件对织物白度的影响规律,得出了配合物应用的最佳工艺条件配合物催化漂白效果最好的是棉织物的温堆工艺,三甲基三氮杂环壬烷的铜（Ⅱ）、钴（Ⅱ）两种金属配合物催化漂白织物白度高,织物强力损失小,是棉织物温堆漂白工艺中理想的双氧水活化剂。与传统高温高碱双氧水漂白工艺相比较,降低了漂白温度和pH值,定程度上实现了低温低碱漂白。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 纺织印染行业漂白工艺发展概况
• 1.2 双氧水漂白技术
• 1.2.1 双氧水性质
• 1.2.2 漂白机理
• 1.2.3 双氧水漂白工艺的发展趋势
• 1.3 双氧水漂白活化剂
• 1.3.1 酰胺基类化合物活化剂
• 1.3.2 烷酰氧基类化合物活化剂
• 1.3.3 N-酰基己内酰胺化合物活化剂
• 1.3.4 甜菜碱衍生物两性型活化剂
• 1.4 仿酶类新型活化剂
• 1.4.1 仿酶简介
• 1.4.2 漂白系统中仿酶金属配合物研究现状
• 1.5 环多胺金属配合物的仿酶催化研究进展
• 1.5.1 环多胺的结构及其特点
• 1.5.2 环多胺金属配合物的催化活性
• 1.6 本文的研究内容及意义
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究意义
• 2 环多胺金属配合物的合成实验研究
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.2 环多胺金属配合物的制备
• 2.2.1 配体1,4,7-三甲基三氮杂环壬烷的合成
• 2.2.2 合成1,4,7-三甲基三氮杂环壬烷的金属配合物
• 2.2.3 配合物的晶体培养
• 2.2.4 表征方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 配体1,4,7-三甲基三氮杂环壬烷的合成与结构分析
• Ⅲ（Me₃tacn）]Cl₃·H₂O的结构分析'>2.3.2 配合物（A）[Fe^Ⅲ（Me₃tacn）]Cl₃·H₂O的结构分析
• Ⅱ₃（Me₃tacn）₂]Cl₆·2H₂O的结构分析'>2.3.3 配合物（B）[Cu^Ⅱ₃（Me₃tacn）₂]Cl₆·2H₂O的结构分析
• Ⅱ₃（Me₃tacn）₂]Cl₆·3H₂O的结构分析'>2.3.4 配合物（C）[Co^Ⅱ₃（Me₃tacn）₂]Cl₆·3H₂O的结构分析
• Ⅱ₃（Me₃tacn）₂]Cl₆·4H₂O的结构分析'>2.3.5 配合物（D）[Fe^Ⅱ₃（Me₃tacn）₂]Cl₆·4H₂O的结构分析
• 2.4 本章小结
• 3 环多胺金属配合物催化双氧水分解性能研究
• 3.1 实验试剂与仪器
• 3.2 高锰酸钾法测定双氧水分解率的实验原理
• 3.3 配置滴定工作液
• 3.3.1 配置高锰酸钾标准溶液
• 3.3.2 配置模拟漂白工作液
• 3.3.3 测试配合物催化分解双氧水的实验步骤
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 筛选具有催化活性的环多胺金属配合物
• 3.4.2 配合物（C）催化双氧水分解的单因素实验
• 3.5 本章小结
• 4 环多胺金属配合物催化双氧水漂白棉织物的性能研究
• 4.1 实验试剂与仪器
• 4.2 漂白实验中催化剂和稳定剂的筛选
• 4.2.1 应用棉织物漂白实验筛选催化剂
• 4.2.2 应用棉织物漂白实验筛选稳定剂
• 4.3 环多胺金属配合物催化双氧水漂白棉织物的汽蒸工艺
• 4.3.1 配合物（B）催化双氧水汽蒸漂白棉织物
• 4.3.2 配合物（C）催化双氧水汽蒸漂白棉织物
• 4.4 环多胺金属配合物催化双氧水漂白棉织物的冷堆工艺
• 4.4.1 配合物（B）催化双氧水漂白棉织物的冷堆工艺
• 4.4.2 配合物（C）催化双氧水漂白棉织物的冷堆工艺
• 4.5 环多胺金属配合物催化双氧水浸渍漂白棉针织物
• 4.5.1 配合物（B）催化双氧水浸渍漂白棉针织物
• 4.5.2 配合物（C）催化双氧水浸渍漂白棉针织物
• 4.6 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果
• 致谢