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  近期，中國科學院合肥物質科學研究院應用所先進材料中心田興友研究員和張獻副研究員帶領的研發團隊在納米光催化材料的回收利用及功能織物涂層研究方面取得進展。相關研究成果已發表在Cellulose（ Cellulose 2017, 24, 4569-4580）。

  在眾多污染物治理技術中，光催化技術被認為是最有前途的治理途徑。光催化材料能夠在清潔太陽光的作用下有效地降解污染物，各種各樣的光催化納米材料已經被研究用于液體或氣體污染物的凈化，如TiO2，g-C3N4，Ag3PO4等，但如何將這類材料回收再利用卻是目前存在的關鍵性問題。

  在前期工作中，課題組利用新型的層層自組裝技術構筑了一系列綠色環保的功能棉纖維織物涂層，如具有快速自熄、高效防火的棉織物涂層，綠色防火與高效抗菌與一體的雙功能棉織物涂層等。相關成果發表在Cellulose 上并授權了兩項國家發明專利。考慮到棉織物疏松多孔的結構特點及親水、天然、廣泛應用的優勢，課題組以其為負載模板，成功構筑了納米光催化織物涂層，實現了納米光催化材料的回收再利用，并且通過納米光催化材料的交替層層組裝，大幅提高了光催化效率。

  科研人員首先分別制備了二氧化鈦與碳納米管的正負電解質溶液，之后采用層層自組裝（layer-by-layer self-assembly）技術，將二者交替構筑在棉纖維織物上（制備過程如圖1所示）。一方面，以棉纖維織物作為負載基體，賦予其良好的易回收特性，實現了納米光催化材料的循環再利用；另一方面，棉織物豐富的多孔結構促進了各類污染物在其表面的吸附，延長了光催化劑和污染物的接觸時間，大幅提高了光催化材料的降解效果。

圖1 納米光催化涂層的層層自組裝制備過程示意圖

  該涂層織物對液體和氣體污染物均具有優異的光降解活性，在模擬太陽光下，所有的涂層織物均能有效地降解污染氣體（如甲醛等）和液體污染物（如羅丹明等），展示了優異的降解氣體和液體污染物光催化活性（結果如圖2和3所示）。

圖2 光催化涂層織物對氣體污染物（甲醛）的降解效果。A為黑暗中1h靜置后的吸附效果，B為太陽光光照3h后的甲醛殘余量。

圖3 光催化涂層織物對液體污染物（羅丹明）的降解效果

  該材料具有廣泛的應用前景。一方面，可將其用于可循環利用的水體凈化光催化織物網，尤其適用于城市黑臭水體的治理，可對水體中有毒有機物進行分解，除臭，增加水體含氧量，重新恢復自凈化能力，黑臭水變為清水。另一方面，該光催化功能織物可以應用于窗簾、沙發坐墊、地毯等各類紡織品，賦予其優異的降解甲醛等氣體污染物、抗菌抗紫外線等功能特性，達到凈化室內空氣的獨特效果，在家用紡織品或汽車內飾用紡織品等領域具有廣泛的應用前景。

  論文鏈接：

  1.https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-016-1013-z

  2.https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-016-0928-8

  3.https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-017-1445-0

  4.http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c5ra26914h#!divAbstract

  5.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030094401530165X

  6.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897216307782