废旧纺织品该何去何从?这项研究一举两得
发布日期: [2022/9/24]  共阅读 [55] 次

当前,快销时尚的发展给人们带来更多的服装选择性,同时也导致了一系列环境问题。根据中国循环经济协会的统计数据,我国平均每年有大约2600万吨旧衣服被丢弃,平均每人每年扔掉3~5件。其中,90%以上的废旧服装都直接被填埋或焚烧,造成了极大的资源浪费和环境问题。此外,纺织工业用水量大,生产一吨纺织品用水量可达200吨。据统计,我国纺织品工业用水量约占全国总用水量的6.3%,纺织业的印染和后整理所排放的污水占到全球工业污水总排放量的1/5,纺织工业废水排放成为焦点问题。

针对上述问题,曼彻斯特大学李翼教授课题组近期公布了一种具有高吸收性和增强催化性能的功能性织物,该研究能够实现废旧纺织品的功能化再利用和纺织废水的高效净化,符合纺织行业的绿色发展目标。

首先,研究人员以废弃的羊毛织物为原料,利用扎染工艺在羊毛织物表面涂覆一层二氧化钛/氧化石墨烯(TiO2/GO)混合物,然后将其用L-AA酸还原后得到功能性TiO2/rGO织物(FF-rGO)。从FF-rGO功能性织物的SEM图片及表面元素分布测试结果来看,rGO与TiO2紧密均匀地分布在纺织品表面。

亚甲基蓝作为常用的阳离子染料,是印染废水中的一种难降解污染物。基于此,研究人员探究了FF-rGO功能性织物对亚甲基蓝的吸收和催化性能,结果表明,由于石墨烯与有机染料分子的静电作用以及π-π键堆叠,rGO质量分数为15%的功能织物对亚甲基蓝有最高的吸收能力;同时其也具有最高的催化效率,在1h内可降解95%的亚甲基蓝。

基于FF-rGO超强的吸收性能与光催化性能,研究者设计了一个“先吸收后催化”的降解策略,结果显示在预吸收6h后,15min内rGO质量分数为15%的功能织物催化降解了90%以上的亚甲基蓝,比未使用预吸收阶段的降解率提高了26.3%。

此外,为了评估废弃织物再利用与污水处理的实际应用,研究人员对废弃袜子进行功能化处理后用于大规模污水处理。实验采取12h吸收、12h光催化的连续降解过程(模拟实际过程中夜晚与白天的交替),经过120h处理后,降解了93%以上的亚甲基蓝,证明此功能化纺织材料和降解策略在废弃织物再利用与污水处理实际应用中的有效性。