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羊毛纤维脱色研究

本科毕业论文

题目：

羊毛纤维脱色探究

学院：

化学与化工学院

班级：

09级化学六班

姓名：

孟志英

指导教师：

霍金仙职称：

教授

完成日期：

2013年06月05日

羊毛纤维脱色探究

摘要：

文章探究络合的方法对羊毛纤维进行脱色。

先使羊毛纤维吸附Fe2+，然后用柠檬酸钠与表面活性剂十二烷基笨磺酸钠（SDBS）处理，通过测定脱色液的吸光度来表征脱色效果。

结果表明用浓度为0.045mol/lFe2+在温度为30℃处理1.5min时羊毛纤维对Fe2+吸附达到最大值，然后用浓度均为0.07mol/l的柠檬酸钠与SDBS在80℃处理两小时羊毛纤维脱色效果最佳。

用此方法处理的羊毛纤维白度较好。

关键词：

络合脱色羊毛纤维吸附吸光度

1绪论

1.1传统脱色方法的研究

我国是毛纺大国,也是出产毛绒原料的大国，但每年都有大量废弃的羊毛下脚料，造成资源浪费。

对这些下脚料进行脱色处理以回收再利用，充分利用资源。

在一般的白色蛋白质纤维的漂白中,最常用的是氧化漂白和还原漂白。

氧化处理方法中,常用的氯处理,如酸性次氯酸钠的冷稀溶液[1]，但是这些含氯氧化剂释放出的氯气对人体有害,使得劳动条件恶化。

用高锰酸钾处理[2]与纤维作用后

生成褐色的MnO2而后用NaHSO3将MnO2去除，使得羊毛脱色现象难以观察，后续处理繁琐。

在对各种动物纤维采用先用金属离子与色素络合,再用双氧水氧化的方法进行脱色[3],但此方法双氧水易变质，难以保存。

还原方法主要采用保险粉脱色[4]。

但是氧化还原方法难以控制，对羊毛纤维本身结构有很大影响。

1.2羊毛纤维对Fe2+吸附的研究

在日常生活中在水中滴加几滴蓝墨水，加入洗衣粉可使变黄的衣物褪色。

经研究蓝墨水中含有Fe2+，没食子酸等，洗衣粉中含有表面活性剂共同作用使得变黄的衣物变成白色。

通常络合反应系数很大，因而使得络合反应脱色具有一定可行性。

大多数的羊毛纤维及色素都可以吸附金属离子，但二价铁离子吸附选择性高，主要吸附与色素上，吸附在羊毛纤维上的色素可以用热水洗去[5]。

Fe2+与邻二氮菲的络合显色反应，又为Fe2+测定提供依据。

1.3表面活性剂与金属离子的研究

表面活性剂与金属离子有一定的静电作用力[6]，李学刚等人对SDS等表面活性剂和金属离子之间的相互作用进行了初步探究。

因而与金属离子也有一定的作用力，但需要在高温条件进行。

同时有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。

表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。

表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

2实验仪器和试剂

2.1实验仪器

722E型可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）

KQ5900DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）

电子分析天平（上海天平仪器厂）

数显鼓风干燥箱（巩义市予体仪器有限责任公司）

HHS2S数显恒温水浴锅（菏泽市石油化工学校仪器有限公司）

PH-2C型精密酸度计（上海大普仪器有限公司）

ZDHW调温电热套（北京中兴伟业仪器有限公司）

2.2实验试剂

氢氧化钠（片状AR≥99.0%）

硫酸（AR95%―98%）

丙酮（AR≥99.5%）

柠檬酸三钠（AR≥99.0%）

十二烷基苯磺酸钠（AR≥99.5%）

硫酸亚铁（AR99.0%―101.0%）

1,10―菲啰啉（AR≥99.0%）

盐酸羟胺（AR≥98.5%）

还原铁粉（AR≥98.0%）

2.3实验方案

2.3.1黄色羊毛纤维对Fe2+吸附探究[8]

（1）配置硫酸亚铁母液（0.1mol/l）：

称取6.95g硫酸亚铁于250ml烧杯，加煮沸除氧蒸馏水溶解，加0.1mol/l的硫酸调节PH，移到250ml的容量瓶定容，加适量铁粉；

（2）用50ml吸量管分别移取7.5，12.5，17.5，22.5，27.5ml的0.1mol/l硫酸亚铁于50ml容量瓶，加水稀释；

（3）用邻二氮菲合铁吸光度[9]法测定上述系列硫酸亚铁稀释液液吸光度并绘制吸光度曲线；

（4）分别移取上述系列硫酸亚铁标准溶液2ml于五只试管，然后分别加入8cm长的羊毛纤维浸泡两分钟，测定处理羊毛纤维后硫酸亚铁稀释液液的吸光度并绘制吸光度曲线；

（5）配制上述探究所得的最适硫酸亚铁浓度，分别移取2ml于六只试管，分别浸泡0.5，1，1.5，2，2.5min，分别测定处理羊毛纤维后硫酸亚铁稀释液的吸光度并绘制吸光度曲线；

（6）取上述最适浓度的硫酸亚铁溶液于六只试管，温度分别加热到20，30，40，50，60，70℃，测定处理羊毛纤维后硫酸亚铁稀释液的吸光度并绘制吸光度曲线。

2.3.2柠檬酸钠与SDBS脱色作用

（1）配制系列柠檬酸钠溶液

配制柠檬酸钠母液0.1mol/l：

称取14.7g柠檬酸钠于500ml烧杯，加入蒸馏水溶解，移到500ml容量瓶定容。

分别移取5，10，15，20，25，30，35，40，45ml0.1mol/l柠檬酸钠于50ml容量瓶定容。

（2）配制系列SDBS溶液

配制SDBS母液0.1mol/l：

称取8.712gSDBS于250ml烧杯，加水稀释定容

分别移取0.3，7.3，14.3，21.3，28.3，35.3，42.3，49.3ml0.1mol/lSDBS于50ml容量瓶，稀释定容。

（3）仅用柠檬酸钠脱色

分别移取5ml的系列柠檬酸钠溶液于试管中，加入8cm长的黄色羊毛纤维，在70℃条件下浸泡1h，测定浸泡液的吸光度。

（4）仅用SDBS脱色

分别移取5ml的系列SDBS溶液于试管中，加入8cm长的黄色羊毛纤维，70℃条件下浸泡1h，测定浸泡液的吸光度。

（5）Fe2+与柠檬酸钠共同作用脱色

将黄色羊毛纤维浸泡于探究的最适浓度硫酸亚铁，在最适温度，最适时间下处理，将处理后的羊毛纤维用蒸馏水冲洗，然后分别加入系列柠檬酸钠溶液在70℃条件下，浸泡1h，测定浸泡液的吸光度。

（6）Fe2+与SDBS共同作用脱色

将黄色羊毛纤维浸泡于探究的最适浓度硫酸亚铁，在最适温度，最适时间下处理，将处理后的羊毛纤维用蒸馏水冲洗，然后分别加入系列SDBS溶液在70℃条件下，浸泡1h，测定浸泡液的吸光度。

2.3.3Fe2+，柠檬酸钠与SDBS脱色作用

（1）将黄色羊毛纤维浸泡于探究的最适浓度硫酸亚铁，在最适温度，最适时间下处理，将处理后的羊毛纤维用蒸馏水冲洗。

（2）将吸附Fe2+的羊毛线先加入2.5ml适宜浓度的柠檬酸钠溶液在70℃条件下浸泡半小时，然后再加入2.5ml系列浓度SDBS溶液在70℃条件下浸泡半小时，绘制浸泡液的吸光度曲线

（3）将吸附Fe2+的羊毛线先加入2.5ml系列浓度SDBS溶液在70℃条件浸泡半小时，然后再加入2.5ml适宜浓度的柠檬酸钠溶液在70℃条件下浸泡半小时，绘制浸泡液的吸光度曲线

（4）吸附Fe2+羊毛纤维同时加入2.5ml系列浓度SDBS溶液与2.5ml适宜浓度的柠檬酸钠溶液，在70℃条件下浸泡1h

2.3.4Fe2+，柠檬酸钠与SDBS脱色最适条件探究

（1）将黄色羊毛纤维浸泡于探究的最适浓度硫酸亚铁，在最适温度，最适时间下处理，将处理后的羊毛纤维用蒸馏水冲洗。

（2）最适体积比探究

将上述吸附Fe2+的黄色羊毛纤维浸入到5ml含柠檬酸钠与SDBS不同体积配比脱色液中，在70℃条件下，浸泡1h，测定脱色液的吸光度并绘制吸光度曲线

（3）最适温度探究

吸附Fe2+的黄色羊毛纤维浸入到5ml适宜体积配比的脱色液中，分别控制温度为40，50，60，70，80，90℃，浸泡1h，测定脱色液的吸光度并绘制吸光度曲线

（4）最适PH探究

吸附Fe2+的黄色羊毛纤维浸入到5ml适宜体积配比的脱色液中，分别调节PH为2，4，6，8，10，12，在适宜的温度下浸泡1h，测定脱色液的吸光度并绘制吸光度曲线

（5）最适脱色时间探究

吸附Fe2+的黄色羊毛纤维浸入到5ml适宜体积配比的脱色液中，在适宜的温度与PH下分别浸泡0.5，1，1.5，2，2.5，3，3.5，4h，测定脱色液的吸光度并绘制吸光度曲线

3结果与讨论

3.1黄色羊毛纤维对Fe2+吸附探究

图1羊毛纤维对不同浓度Fe2+吸附

Fig.1

图2羊毛纤维在不同时间对Fe2+吸附

Fig.2

由图1—3可知羊毛纤维在硫酸亚铁浓度为0.045mol/l，温度为30℃浸泡1.5min时对Fe2+吸附达到最大值，

3.2柠檬酸钠与SDBS脱色作用

由图可知仅用Fe2+脱色效果远小于经Fe2+处理后再加入柠檬酸钠或SDBS。

柠檬酸钠与SDBS之所以有一定的脱色效果是因为相似相容性，即有机色素可以一部分溶解于有机溶剂。

而SDBS脱色效果优于柠檬酸钠因为SDBS与Fe2+除了有一定静电作用，还具有表面活性剂的功能，使得色素与羊毛纤维结合力变弱。

3.3Fe2+，柠檬酸钠与SDBS脱色作用

由图可知经Fe2+处理的羊毛纤维，加入柠檬酸钠与SDBS混合液脱色效果最佳。

且柠檬酸钠与SDBS有协同的作用在适宜的浓度配比下，脱色效果达到最佳值。

在柠檬酸钠与SDBS浓度均为0.07mol/l时脱色效果最佳

3.4Fe2+，柠檬酸钠与SDBS脱色最适条件探究

由图可知经Fe2+处理的羊毛纤在柠檬酸钠与SDBS均为0.07mol/l，体积比为1:

4，PH为12，在80℃条件下作用2h脱色效果最佳

参考文献：

[1]谢碧霞,张美琼.野生植物资源开发与利用学[M].北京:

中国林业出版社,1995,p50-68.

[2]包丽虹.高锰酸钾对羊毛氧化性能的研究[J].毛纺科技,2006（5）:

4-5.

[3]陈维国,林鹤鸣,关立平.杂色动物纤维脱色研究[J].浙江工程学院学报,1999,16（3）:

03-05.

[4]李波,朱洪亮.纺织品定量分析中还原染料脱色方法分析[J].中国纤检,2010

（2）:

59-61

[5].郑卫宁有色羊毛和特色纤维的漂白[J].天津纺织工学院报,1996,15（4）:

51.

[6]周明,赵金洲,贺映兰,高温下表面活性剂与钠钙离子的作用机理[J].西南石油大学学报（自然科学版）科学出版社,

[8]刘建勇,滑钧凯,张建飞.有色羊毛对二价铁离子吸附性能研究[J].天津纺织工学院学报,1997,16

（1）:

52.

[9]徐书绅,杜运清,万家亮等.分析化学实验[M].北京:

高等教育出版社,2001,p150-152.

致谢

本论文是在霍金仙老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，两个多月以来，霍老师不仅在生活上给予无微不至的关怀，而且使我的业务水平、思维能力及实验技巧得到的进一步的完善和提高，特别是在论文的选题立项、文献查阅、及论文定稿过程中倾注了大量的心血；更使我受益终身的是她渊博的知识、丰富的研究经验、严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风和创新思维的科学品质，这所有的一切都将激励我奋发向上。

在论文完成之际，在此向霍老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！

感谢孟双明院长和刘月成书记等各位领导的关怀与支持！

感谢白培万老师在论文完成期间给予的支持、帮助与指导！

我还要感谢毕业论文实验小组的同学们，在实验上给予的大力支持及帮助与指导！

还有要感谢我的室友给予我的关心和支持！

感谢在论文完成期间所有支持和帮助过我的老师和朋友。

感谢山西大同大学的培养！

孟志英

2013年06月05日

Depigmentationofthewoolfiberprobe

Abstract:

.Thearticletoexplorethemethodofcomplexingbleachingofwoolfiber.FirstmakewoolfiberadsorptionFe2+,thenwithsodiumcitrateandstupidsurfactantdodecylsulfonate（SDBS）,bymeasuringtheabsorbancetocharacterizationofdecoloringliquiddecolorizationeffect.Resultsshowthatwiththeconcentrationof0.045mol/lFe2+in30℃temperaturefor1.5minwoolfiberofFe2+absorptionpeak,andthenuseconcentrationis0.07mol/lsodiumcitrateandSDBSin80℃tohandletwohourswoolfiberdecoloringeffectisbest.Treatedwiththismethodofwoolfiberwhitenessisgood.

Keywords:

Complexationdecoloring;Woolfiber;Theadsorption;