在可控電場中還原染料的電化學(xué)還原行為研究及染色工藝探討.pdf

1、還原染料是纖維素纖維織物染色和印花的一類重要染料，其色澤鮮艷，色譜齊全，有全面的染色堅(jiān)牢度，其中耐曬和耐洗堅(jiān)牢度尤為突出，主要用于高檔紡織品的染色。目前，在大部分的工業(yè)染色中，還原染料主要采用保險(xiǎn)粉還原，這一過程會產(chǎn)生大量的含硫廢水，如硫酸鹽和亞硫酸鹽，不僅造成環(huán)境污染，也增加了污水治理的成本。因此，還原染料清潔染色工藝已成為染整工作者的一個(gè)研究熱點(diǎn)，其中間接電化學(xué)還原方法因其環(huán)保經(jīng)濟(jì)、重現(xiàn)性好、可行性高等優(yōu)點(diǎn)較有潛力進(jìn)行產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。但是

2、，還原反應(yīng)需要與陰極表面接觸，陰極極板的面積有限，且被還原的染料隱色體僅在陰極極板附近富集，擴(kuò)散緩慢，致使其還原速率較慢，還原效率較低，染色效果達(dá)不到傳統(tǒng)還原方法的深度，目前其應(yīng)用仍然受到了一定的限制。
　　本課題將可控交變電場引入還原染料間接電化學(xué)還原和染色過程中，在外加電場下，使帶電隱色體鈉鹽快速移動，離開陰極附近，以Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸鈣絡(luò)合物體系為還原媒介進(jìn)行間接電化學(xué)還原。實(shí)驗(yàn)表明，自行設(shè)計(jì)的帶有可控電場的電解槽可

3、以提高還原速率和還原效率，且在外加電場的條件下進(jìn)行染色，可以增加上染速率和上染百分率，并在一定程度上提高了染色牢度，改進(jìn)了常規(guī)間接電化學(xué)還原染色K/S值較低、染色牢度較差的問題。本課題有以下幾方面研究內(nèi)容:
　　首先，設(shè)計(jì)一套間接電化學(xué)還原裝置，利用電磁鐵產(chǎn)生的感應(yīng)電場，使其還原過程在交變感應(yīng)電場氛圍內(nèi)進(jìn)行，研究內(nèi)容主要包括電解槽和電磁鐵的設(shè)計(jì)以及整個(gè)電路的連接。
　　其次，研究了外加不同電場強(qiáng)度、不同交變頻率電場氛圍對間接

4、電化學(xué)還原過程的影響，以Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸鈣絡(luò)合物為還原媒介對還原艷綠FFB進(jìn)行間接電化學(xué)還原，通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)，分析了各影響因素對染色K/S值和循環(huán)伏安曲線的影響，得出在不同場強(qiáng)電場氛圍內(nèi)最佳還原工藝是:NaOH濃度25g/L，C2H2O4濃度6g/L，F(xiàn)e2(SO4)3濃度7.5g/L，Ca(C6H11O7)2濃度14.5g/L，染料濃度0.3g/L，還原電壓4.5V，陰極電極面積360cm2，感應(yīng)電場強(qiáng)度1650N

5、/C，感應(yīng)電場頻率50Hz，還原時(shí)間19min。在該工藝條件下，還原速率最快，染色織物得色量最深。同時(shí)利用此媒介體系，在上述最佳工藝條件下對其它種類、不同濃度的還原染料進(jìn)行間接電化學(xué)還原實(shí)驗(yàn)。
　　然后，設(shè)計(jì)一套帶有電磁鐵的染槽，且其產(chǎn)生的感應(yīng)電場強(qiáng)度和頻率可調(diào)，并完成電路的連接。研究經(jīng)上述還原后的還原艷綠FFB隱色體鈉鹽在外加交變感應(yīng)電場下的上染過程，通過正交試驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)，以上染速率和染色K/S值為評判指標(biāo)，分析了感應(yīng)電場強(qiáng)