一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法
2023-04-29 09:39:31 1
專利名稱：一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法
技術領域：
本發明涉及一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法。
背景技術：
在紡織行業的前處理雙氧水漂白過程和印染汙水的處理中、紡織品的表面處理中(等離子體、雷射、準分子紫外光源等)、織物功能整理中(羊毛的防縮整理、二氧化鈦的光催化自清潔整理)，都涉及到羥基自由基等活性氧的反應。過氧化氫(俗稱雙氧水)作為一類性能優良的氧化性漂白劑，已廣泛應用於紡織行業、造紙製漿行業及化學合成等方面。隨著各種紡織品前處理雙氧水漂白新工藝的快速發展及應用，對雙氧水作用機理的研究也日益凸顯出重要性。目前對紡織品前處理氧漂機理的研究仍處於間接推理階段，缺乏直接的檢測手段，無法實現準確定量檢測。為闡明雙氧水漂白機理，多年來研究者針對雙氧水漂白的活性物質進行了大量研究，並經過一些反證實驗間接提出多種假設(Dannacher，J.，etal., Textile Chemist and Colorist, 1996，11:24-28)。很多研究間接證明，在織物的雙氧水漂白處理過程中涉及到HO『、0廠、HOO『、1O2等活性氧反應。在雙氧水漂白體系可能產生的活性氧ROS中，H0『(pH7.4時標準氫電極還原電勢2.3V)為氧化活性最強的氧自由基。自由基對漂白效果影響具有雙重性，一方面，適量的自由基可將織物上漿料及雜質充分氧化去除，改善織物外觀，提高白度、滲透性、手感及其他應用性能，以利於後續染整加工 』另一方面高濃度的自由基不僅破壞漿料雜質及色素結構，還可對纖維結構造成損傷，影響織物強力等機械性能，在漂白過程中易破洞。輕基自由基由於極強的氧化性引起了廣泛關注，Taher等(Tacher, A.M.M.，etal., Textile Chemist and Colorist, 1975, 7 (12): 30)提出輕基自由基是雙氧水漂白的主要成分，此結論尚未通過在漂白體系中直接檢測到羥基自由基而得到證實。近年來報導的檢測方法一般都僅選用標準Fenton體系中羥基自由基的產生情況，與實際生產工藝脫鉤。因此實現雙氧水漂白過程中羥基自由基等活性氧的定量檢測及控制，顯然對於獲得織物良好性能具有重要意義；如果把活性氧的分解動力學與對織物處理效果聯繫起來，將有助於理解雙氧水漂白機理，並可為開發新型催化劑、穩定劑或者活化劑，降低處理溫度，達到節能減耗目的提供有效途徑。因此羥基自由基等活性氧的檢測有助於深入探討紡織品前處理工藝的機理，為開發新型生態生產工藝提供理論指導。目前檢測羥基自由基等活性氧的方法主要包括分光光度法、電子自旋法ESR、HPLC> 電化學等(Zhou KQ, et al., Food Chem.2006, 95:446-457;Christopher J., etal., Anal.Chem.2011, 83:261-268;Kilinc E.,et al., Talanta, 2005, 65:876-881;ChaoT, et al.,Anal.Chim.Acta 2004，527:73 - 80;吳峰等，專利 CN1412553A, 2003-4-23;潘光建，中國造紙學報，2006, 21(3):41-47)，但 都存在定量分析不精確、選擇性差的問題，且研究體系絕大部分為標準體系(如Fenton體系)。螢光光度法(Peter ff., et al., FreeRadical Bi0.Med.，2007, 43:995-1022)操作簡單快速，易於實現自動化，靈敏度較高，可實現在線檢測，因此近年來在羥基自由基檢測中備受關注。
發明內容
本發明克服了現有技術中的不足，提供一種選擇性、穩定性、重現性、靈敏性高的螢光檢測HO『的新方法，並且應用於評價紡織品前處理氧漂工藝體系中HO『產生情況。本發明提供了一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，採用新型螢光探針苯五甲酸用於紡織品前處理氧漂工藝體系中監測HO『產生情況。苯五甲酸分子中苯環結構上僅有一個可供HO『加成的位點，因此生成了唯一的螢光性羥基化產物-羥基苯五甲酸，該產物即使在高溫(80°C )鹼性條件下穩定性也很高，長時間放置螢光信號無明顯減弱。苯五甲酸對HO『選擇性很高，多次平行實驗重現性好，靈敏度較高。另外本發明採用的苯五甲酸在廣泛PH範圍(pH >4)水溶液中溶解性很好，保證了該方法在實際生產工藝中的應用範圍。本發明採用的新型探針苯五甲酸捕捉HO 後可生成羥基苯五甲酸，反應方程式如下:
權利要求
1.一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，是在氧漂工藝流程中檢測羥基自由基產生量，其特徵是包括以下步驟: (1)在尚未含有H2O2的氧漂工作液中加入苯五甲酸； 將苯五甲酸充分溶於鹼性溶液中形成苯五甲酸溶液；將得到的苯五甲酸溶液加入至尚未含有H2O2的氧漂工作液中；使苯五甲酸摩爾濃度為其後加入的H2O2摩爾濃度的I 3倍；(2)加入H2O2 ； (3)在20 98°C下反應60 120min； (4)檢測； 在步驟(3)的過程中，在不同時段取出部分氧漂工作液，冷卻至室溫，檢測螢光強度； (5)羥基自由基產生量的確定； 檢測(4)中氧漂工作液的螢光強度之後，根據螢光強度與羥基苯五甲酸濃度的線性關係及羥基自由基與羥基苯五甲酸的一一對應關係，計算出此時氧漂工作液中羥基自由基的產生量；所述計算按照羥基自由基濃度與螢光強度線性關係，為: 羥基自由基濃度為 0.00414 0.4923 u mol/L 時，Y=353.68304X-0.02765 ； 羥基自由基濃度為 0.4923 5.52 ii mol/L 時，Y=204.17159X+79.88334 ； 其中Y為螢光強度； X為羥基自由基濃度，單位為y mol/L。
2.根據權利要求1所述的一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，其特徵在於，所述的尚未含有H2O2的氧漂工作液是指包含NaOH和穩定劑Na2SiO3的反應體系。
3.根據權利要求1所述的一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，其特徵在於，所述溶解苯五甲酸的鹼性溶液為NaOH或KOH溶液。
4.根據權利要求1所述的一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，其特徵在於，所述的取出部分氧漂工作液是指取出5 10mL。
5.根據權利要求1所述的一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，其特徵在於，所述的檢測螢光強度是採用螢光分光光度計。
6.根據權利要求5所述的一種一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，其特徵在於，所述突光分光光度計的型號為F-7000。
7.根據權利要求1所述的一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，其特徵在於，所述的苯五甲酸溶液中苯五甲酸的濃度為10_6 0.2mol/L。
全文摘要
本發明涉及一種紡織品前處理氧漂工藝體系中螢光定量檢測羥基自由基的方法，具體步驟為將苯五甲酸加入尚未含有H2O2的氧漂工作液中，加入H2O2反應，在不同時間內取出部分待測體系，冷卻至室溫；檢測待測體系的螢光強度，由螢光強度計算此時待測體系中HO·產生量。本發明定量檢測了H2O2氧漂體系中產生的HO·。苯五甲酸及其羥基化產物穩定性高，高溫下重現性好(8次平行實驗相對標準偏差為2.66%)。本發明操作簡單快速、專一性強、靈敏度高，可深入分析紡織品前處理氧漂體系中HO·的分解動力學，闡明雙氧水漂白部分機理，以更好地指導生產工藝。
文檔編號G01N21/64GK103196876SQ20131006905
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者閻克路, 司芳, 張煊 申請人:東華大學