本發明涉及新材料技術領域，尤其涉及以廢棄無紡布為原料制作新材料的方法。

背景技術：

鋁廠生產中產生大量廢棄無紡布，這些無紡布滿是油污，如果不處理就直接堆放將會污染環境。廢棄無紡布排出量大，質量輕，占據空間大，其中的pet自然分解困難；如果交由廢棄物處理公司處理成本非常高，若不加以利用會造成嚴重的污染，在全球資源短缺的情況下，如果對廢棄pet無紡布二次使用，可以減少石油的消耗，實現可持續發展。pet廢棄無紡布綜合性能較好，尤其是可在較高溫度中長期使用，因此可將其進行回收再利用。

無紡布力學性能優異，若對其進行清洗后改性并接枝二氧化鈦制成具有光催化降解功能的材料，則有望用于污水處理實現其再利用。

二氧化鈦(tio2)光催化活性高，且納米二氧化鈦無毒，化學性質穩定，光催化降解污染物效果好，無二次污染，成為光催化中常用的催化劑。現有技術中將二氧化鈦負載在紡織品、玻璃、陶瓷、涂料等物質上，從而制備出具有自清潔功能的材料，這些材料可以清除灰塵、污跡、細菌，同時也可以降解有害物質，從而達到自清潔的目的。二氧化鈦制備的自清潔材料也可用于空氣凈化、污水處理、太陽能電池等方面。

由于無紡布多為聚丙烯(pp)和聚酯(pet)，表面無活性基團，難以接枝二氧化鈦。因此，研究無紡布上接枝二氧化鈦具有重要的意義。目前，尚無方法能夠在pet無紡布上有效的接枝二氧化鈦。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種具有光催化降解功能的pet無紡布的制備方法，能夠在廢棄pet無紡布上有效地接枝二氧化鈦。

為實現上述目的，本發明的具有光催化降解功能的pet無紡布的制備方法依次按以下步驟進行：

第一步驟是樣品制備步驟，包括不分順序的第一子步驟和第二子步驟；

第一子步驟是陽離子化納米木纖維素的制備，將納米木纖維素原料放入80±5℃溶有2克氫氧化鈉、并溶有0.4克十六烷基三甲基溴化銨的400毫升水溶液中處理3分鐘，使納米木纖維素成為陽離子化納米木纖維素，然后用無水乙醇終止反應，用冰醋酸中和溶液中的氫氧化鈉，最后用水將陽離子化納米木纖維素清洗后烘干備用；

第二子步驟是pet無紡布預處理，對于pet無紡布，先用清水洗滌，再用溶有洗潔精的熱水溶液清洗，然后用清水清洗后烘干備用；

第二步驟是將第一步驟第二子步驟中烘干的pet無紡布分別放入3wt.%的50-120℃的堿溶液中進行堿刻蝕，pet無紡布堿刻蝕的時間為1-5小時；最后將經堿刻蝕后的pet無紡布由堿溶液中取出并水洗烘干，最后稱取質量；

第三步驟是納米木纖維素接枝步驟，本步驟是對pet無紡布進行納米木纖維素接枝處理，具體是首先使用第一步驟第一子步驟中制備的陽離子化納米木纖維素和丙烯酸配置纖維素均質丙烯酸溶液，該溶液中丙烯酸的濃度為0.4mol/l，然后將第二步驟中水洗烘干后的pet無紡布置于配置好的90±10℃的纖維素均質丙烯酸溶液中浸泡3±0.5小時，完成pet無紡布的陽離子化納米木纖維素表面接枝改性，最后將pet無紡布從纖維素均質丙烯酸溶液中取出，并烘干；

第四步驟是二氧化鈦接枝步驟，本步驟是將接枝有陽離子化納米木纖維素的pet無紡布放入鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中浸泡2－5小時后，一邊攪拌pet無紡布一邊在鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中逐滴滴加水，使pet無紡布表面原位生成納米二氧化鈦，無紡布表面原位生成具有光催化功能的二氧化鈦粒子，制備出纖維表面接枝有二氧化鈦的pet無紡布；鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中，鈦酸四丁酯與水的體積比為1：100－10：100。

所述第一步驟的第二子步驟中，在用溶有洗潔精的熱水溶液清洗pet無紡布之后，并在用清水清洗pet無紡布之前，將無紡布放入80℃溶有2克氫氧化鈉、并溶有0.4克十六烷基三甲基溴化銨的400毫升水溶液中處理3分鐘。

所述第二步驟中，pet無紡布堿刻蝕的時間為3小時；第四步驟的鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中，鈦酸四丁酯與水的體積比為2：100。

本發明綜合采用堿刻蝕、丙烯酸黏合陽離子化木纖維素改性等技術手段，使原本難以接枝二氧化鈦的pet無紡布能夠有效地接枝二氧化鈦，從而能夠利用鋁廠等工廠廢棄的大量pet無紡布制備出具有光催化降解功能的pet無紡布，能夠用于污水處理實現其再利用。

本發明通過對pet無紡布進行表面改性并接枝納米二氧化鈦，使其具有自清潔功能。本發明中通過陽離子化納米木纖維素對pet無紡布進行改性，納米木纖維素經過季銨鹽處理之后，纖維在溶液中由帶負電性變為帶正電性，可以很好的吸附陰離子物質，因此能夠提高無紡布的親水性。通過陽離子化木纖維素對pet無紡布進行改性，納米木纖維素帶有大量的羥基，羥基可以和無機粒子形成氫鍵，因此可以利用這一特性增大二氧化鈦在pet無紡布上的接枝量。

通過紅外和電鏡分析其接枝情況，甲基橙作模擬污染物測試其光催化性能。結果表明：經纖維素表面處理后二氧化鈦接枝率提高，當氫氧化鈉濃度為3wt.%、堿刻蝕溫度80℃、堿刻蝕時間3小時、鈦酸四丁酯與水的體積比為2:100時制得樣品光催化性能最好。

附圖說明

圖1是第二步驟前即堿刻蝕前的ｐｅｔ無紡布表面的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖2是第二步驟后即堿刻蝕后的ｐｅｔ無紡布表面的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖3是第三步驟即納米木纖維素接枝步驟前的pet無紡布表面的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖4是第三步驟后的pet無紡布表面的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖5是第5組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖6是圖5的局部兩倍放大圖；

圖7是圖5的局部10倍放大圖；

圖8是第7組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖9是第7組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖，放大倍率為圖8的1.67倍；

圖10是第7組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖，放大倍率為圖8的5倍；

圖11是第11組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖12是圖11的局部放大圖；

圖13是第13組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖14是圖13的局部放大圖；

圖15是第15組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后的sem（掃描電鏡分析）圖；

圖16是圖15的局部放大圖；

圖17是廢棄pet無紡布原料的傅立葉紅外光譜分析圖；

圖18是納米木纖維素陽離子化前后的紅外光譜對比分析圖，圖中紅色曲線為陽離子化納米木纖維素的曲線，圖中黑色曲線為未陽離子化的納米木纖維素的曲線；

圖19是第13組和第15組pet無紡布完成二氧化鈦接枝步驟后的紅外光譜對比分析圖；

圖20是第3組和第4組pet無紡布制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始pet無紡布原料分別浸泡在甲基橙溶液中的k/s值隨降解時間的變化曲線圖，圖中a曲線即黑色曲線為第3組的變化曲線，圖中b曲線即紅色曲線為第4組的變化曲線，圖中k曲線即藍色曲線為原始pet無紡布原料組的變化曲線；

圖21是第7、8、9、10、11組pet無紡布制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始pet無紡布原料分別浸泡在甲基橙溶液中的k/s值隨降解時間的變化曲線圖，圖中c、d、e、f、g和h曲線分別為第6、7、8、9、10和11組的變化曲線，圖中k曲線為原始pet無紡布原料組的變化曲線；

圖22是第13和15組pet無紡布制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始pet無紡布原料分別浸泡在甲基橙溶液中的k/s值隨降解時間的變化曲線圖，圖中i和j曲線分別為第13和15組的變化曲線，圖中k曲線為原始pet無紡布原料組的變化曲線。

具體實施方式

如圖1至圖22所示，本發明的具有光催化降解功能的pet無紡布的制備方法依次按以下步驟進行：

第一步驟是樣品制備步驟，包括不分順序的第一子步驟和第二子步驟；

第一子步驟是陽離子化納米木纖維素的制備，將購置的納米木纖維素原料放入80±5℃溶有2克氫氧化鈉、并溶有0.4克十六烷基三甲基溴化銨的400毫升水溶液中處理3分鐘，使納米木纖維素成為陽離子化納米木纖維素，然后用無水乙醇終止反應，用冰醋酸中和溶液中的氫氧化鈉，最后用水將陽離子化納米木纖維素清洗后烘干備用；

其中，陽離子化納米木纖維素，即陽離子化后得到的季銨基陽離子基團接枝到纖維素分子鏈上的結構式為：cell-o-r-n⁺(ch3)3br^-。

第二子步驟是pet無紡布預處理。先用清水洗滌廢棄pet無紡布，再用溶有洗潔精的熱水溶液反復清洗，然后用清水反復清洗后烘干備用；

第二步驟是將第一步驟第二子步驟中制備的多個pet無紡布樣條分別放入3wt.%的50-120℃（此處優選溫度值為80℃）的堿溶液（質量分數為3%的堿溶液）中進行堿刻蝕，每個pet無紡布樣條堿刻蝕的時間均為1-5小時（此處優選的時間為3小時）；最后將經堿刻蝕后的pet無紡布樣條由堿溶液中取出并水洗烘干，最后稱取質量；第二步驟中，pet無紡布的表面形成-oh，即pet表面含有羥基，增加了無紡布的親水性，同時在無紡布的纖維表面形成凹槽，有利于二氧化鈦晶體接枝在纖維表面。

第三步驟是納米木纖維素接枝步驟，本步驟是對pet無紡布進行納米木纖維素接枝處理，具體是首先使用第一步驟第一子步驟中制備的陽離子化納米木纖維素和丙烯酸配置纖維素均質丙烯酸溶液，該溶液中丙烯酸的濃度為0.4mol/l（優選值為0.4mol/l），然后將第二步驟中水洗烘干后的pet無紡布置于配置好的90±10℃的纖維素均質丙烯酸溶液中浸泡3±0.5小時（此處優選的時間為3小時），完成pet無紡布的陽離子化納米木纖維素表面接枝改性，最后將pet無紡布從纖維素均質丙烯酸溶液中取出，并烘干；第三步驟中，丙烯酸作為黏合劑將陽離子化納米木纖維素接枝到堿刻蝕后的pet無紡布表面。烘干pet無紡布后，對pet無紡布樣品稱取質量，以便最后計算接枝率。

第四步驟是二氧化鈦接枝步驟，本步驟是將接枝有陽離子化納米木纖維素的pet無紡布放入鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中浸泡2－5小時后，一邊攪拌pet無紡布一邊在鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中逐滴滴加水，使pet無紡布表面原位生成納米二氧化鈦。（浸泡時間優選為2小時，此處溫度條件沒有特殊要求，常溫即可）無紡布表面原位生成具有光催化功能的二氧化鈦粒子，制備出纖維表面接枝有二氧化鈦的pet無紡布。這種pet無紡布具有良好的光催化降解功能。對制備出的纖維表面接枝有二氧化鈦的pet無紡布，烘干并稱取質量，并計算接枝率。稱重法計算接枝率為本領域技術人員常規能力，計算方法不再贅述。第四步驟的鈦酸四丁酯無水乙醇溶液中，鈦酸四丁酯與水的體積比為1：100－10：100（包含兩端值），優選體積比為2：100。

所述第一步驟的第二子步驟中，在用溶有洗潔精的熱水溶液反復清洗pet無紡布之后，并在用清水反復清洗pet無紡布之前，將無紡布放入80℃溶有2克氫氧化鈉、并溶有0.4克十六烷基三甲基溴化銨的400毫升水溶液中處理3分鐘。這樣可以去除廢棄無紡布上具有的油壓痕。

本發明的第二步驟即堿刻蝕步驟能夠增大pet無紡布的表面積，增加pet無紡布與無機粒子的接觸率。使用掃描電子顯微鏡對堿刻蝕前后的pet無紡布的表面形貌進行觀察，得到圖1和圖2。從圖1中看出堿刻蝕前的pet無紡布纖維表面光滑，且纖維表面有一定的附著物，附著物可能是未清洗干凈的油污。從圖2中可以看到纖維變細且纖維表面有輕微的凹痕，pet無紡布的表面積得到增大。

堿刻蝕步驟采用堿減量法，堿減量法中堿對pet材料中的酯鍵發生水解作用，對pet材料進行表面處理。高溫條件下，適當的堿液使pet材料大分子中的酯鍵受到氫氧根離子的攻擊，發生斷裂水解，由于纖維結晶部分緊密，水解基本發生在無定形區域，從纖維表面向內部逐漸深入，并在纖維表面形成高低不平的坑穴。由于氫氧化鈉堿刻蝕效果明顯，氫氧化鈉價格低，所以堿減量法被廣泛應用。堿減量法在對纖維進行刻蝕時受堿液的濃度、刻蝕溫度、刻蝕時間等條件的影響，增大堿液濃度、提高刻蝕溫度以及延長刻蝕時間等利于刻蝕的條件可以提高刻蝕效果。

本發明的第三步驟即納米木纖維素接枝步驟，能夠通過陽離子化納米木纖維素對pet無紡布的表面纖維進行改性。陽離子化改性能夠提高pet無紡布材料的親水性。

本發明第一步驟中的第一子步驟（即陽離子化納米木纖維素的制備）能夠對購置來的納米木纖維素進行陽離子化。

使用掃描電子顯微鏡對陽離子化納米木纖維素的制備子步驟前后的pet無紡布的表面形貌進行觀察，得到圖3和圖4。

從圖3中可以看出陽離子化前，納米木纖維素的纖維表面光滑沒有褶皺，經陽離子化后納米木纖維素的纖維表面粗糙不平，纖維褶皺不飽滿。pet無紡布材料的親水性不好，除了堿刻蝕可以改善無紡布的親水性外，接枝纖維素也是發明人用來改善無紡布親水性的重要技術特征，納米木纖維素的纖維經過季銨鹽處理之后，纖維在溶液中由帶負電性變為帶正電性，可以很好的吸附陰離子物質。除此之外納米木纖維素帶有大量的羥基，羥基可以和無機粒子形成氫鍵，因此可以利用這一特性增大二氧化鈦在pet無紡布上的接枝量。

圖17是廢棄pet無紡布原料的傅立葉紅外光譜分析圖。無紡布的主要成分為pet，紅外光譜分析圖中在1100cm^-1、1400cm^-1、1250cm^-1、1700cm^-1和3440cm^-1的特征吸收峰分別對應pet主鏈上c-o-c的伸縮振動、c=o的伸縮振動、ch2的彎曲振動、c-o的伸縮振動和oh的伸縮振動，在2950cm^-1的吸收峰為烷基上的ch3的伸縮振動，由于聚丙烯與聚酯的部分基團相同，紅外光譜中的特征吸收峰會有重疊，所以無紡布中可能有聚丙烯成分。

圖18是納米木纖維素陽離子化前后的紅外光譜對比分析圖，圖中紅色曲線為陽離子化納米木纖維素的曲線，圖中黑色曲線為未陽離子化的納米木纖維素的曲線。

從圖18中可以看出，納米木纖維素中有多個羥基，主鏈上c-o-c，在3440cm^-1和1100cm^-1處出現的吸收特征峰分別對應纖維素上的oh和c-o-c，陽離子化納米木纖維素的特征峰弱于未陽離子化的納米木纖維素的特征峰，可能是納米木纖維素在陽離子化的過程中纖維素的分子鏈發生斷裂，納米木纖維素的聚合度降低所致。

實施例一：

本實施例重在分析堿刻蝕時間對二氧化鈦接枝的影響。

本實施例的獨特之處在于采用5組pet無紡布分別進行第二步驟、第三步驟和第四步驟。5組pet無紡布分別為第1－5組；第1、2、3、4、5組pet無紡布的堿刻蝕時間為1、2、3、4、5小時（即第1組1小時，第n組n小時，第5組5小時）。5組pet無紡布的第一步驟、第三步驟和第四步驟操作相同。

本實施例中，在每組pet無紡布進行二氧化鈦接枝步驟的前后，分別烘干并稱取質量，從而計算二氧化鈦的接枝率。本實施例中，除堿刻蝕時間外，其他參數（如時間參數、溫度參數）均采用優選值。

表一為第1－5組pet無紡布的二氧化鈦接枝率統計數據：

由表1可知，在各參數均采用優選值時，堿刻蝕時間采用3小時二氧化鈦的接枝率最高。

從圖5、6和7中看到，堿刻蝕5小時、且鈦酸四丁酯與水的體積比為2:100條件下，完成二氧化鈦接枝步驟的第5組pet無紡布的纖維表面有許多凹痕，凹痕中接枝上了二氧化鈦顆粒，二氧化鈦顆粒圓滑大小均一。

圖5和圖6中可以清楚的看到二氧化鈦團聚物，鈦酸四正丁酯在接枝水解的過程中形成納米二氧化鈦，納米二氧化鈦在水中分散性不好容易聚沉，使得接枝在無紡布上的二氧化鈦易于成團。

實施例二：

本實施例重在分析第四步驟即二氧化鈦接枝步驟中，鈦酸四丁酯濃度對二氧化鈦接枝率的影響。

本實施例中，采用6組pet無紡布進行第四步驟反應（第一至第三步驟相同），6組pet無紡布分別在不同的鈦酸四丁酯濃度條件下進行二氧化鈦接枝，分別為第6－11組pet無紡布。

二氧化鈦接枝步驟中所采用的鈦酸四丁酯溶液中，鈦酸四丁酯與水的體積比與第6－11組pet無紡布樣品的對應關系是：

第6組pet無紡布所對應的鈦酸四丁酯與水的體積比為1：100；

第7組pet無紡布所對應的鈦酸四丁酯與水的體積比為2：100；

第8組pet無紡布所對應的鈦酸四丁酯與水的體積比為3：100；

第9組pet無紡布所對應的鈦酸四丁酯與水的體積比為4：100；

第10組pet無紡布所對應的鈦酸四丁酯與水的體積比為5：100；

第11組pet無紡布所對應的鈦酸四丁酯與水的體積比為10：100。

對于第11組pet無紡布，在進行第三步反應時，僅使用陽離子化納米木纖維素水溶液，溶液中丙烯酸的含量為零。

本實施例中，在每組pet無紡布進行二氧化鈦接枝步驟的前后，分別烘干并稱取質量，從而計算二氧化鈦的接枝率。本實施例中，除特別說明外，其他參數（如時間參數、溫度參數）均采用優選值。

表二為第6－11組pet無紡布的二氧化鈦接枝率統計數據：

由表二可知，鈦酸四丁酯與水的體積比為5：10時，二氧化鈦接枝率最高，過多提高鈦酸四丁酯的濃度，并不能使二氧化鈦的接枝率更高。

由圖8、9和10中可以看到，堿刻蝕3小時、且鈦酸四丁酯與水的體積比為5:100條件下，完成二氧化鈦接枝步驟的第7組pet無紡布的纖維表面凹痕并不明顯，在纖維表面接枝上了很多二氧化鈦顆粒，但顆粒大小不一。對比圖5－7可以看出鈦酸四正丁酯的濃度過高條件下接枝效果不夠理想。

實施例三

本實施例重在分析第三步驟即納米木纖維素接枝步驟中，是否采用丙烯酸對二氧化鈦接枝率的影響。

本實施例中，采用4組pet無紡布進行反應，分別為第12－15組pet無紡布。對于每組pet無紡布，分別配制纖維素均質丙烯酸溶液，分別進行第三步驟反應。

本實施例中，第一步驟、第二步驟和第四步驟的操作相同。本實施例中，第四步驟中鈦酸四丁酯與水的體積比為5：100，各步驟中除本實施例中另有特別說明之外，其他參數（如時間參數、溫度參數）均采用優選值。

第12組pet無紡布所對應的纖維素均質丙烯酸溶液中納米木纖維的濃度為0.5wt.%（質量分數為0.5%）；本組中纖維素均質丙烯酸溶液中丙烯酸的濃度為0.4mol/l。

第13組pet無紡布所對應的纖維素均質丙烯酸溶液中納米木纖維的濃度為1.5wt.%，溶液中丙烯酸含量為零；

第14組pet無紡布所對應的纖維素均質丙烯酸溶液中納米木纖維的濃度為2.5wt.%；本組中纖維素均質丙烯酸溶液中丙烯酸的濃度為0.4mol/l。

第15組pet無紡布所對應的纖維素均質丙烯酸溶液中納米木纖維的濃度為1.5wt.%。本組中纖維素均質丙烯酸溶液中丙烯酸的濃度為0.4mol/l。

對于第13組和第15組pet無紡布，第四步驟中鈦酸四丁酯與水的體積比均為5：100。

第12組至第15組的pet無紡布樣品反應完畢后，計算各組的二氧化鈦接枝率。由于第12組、13組和14組在接枝過程中納米木纖維素脫落，因此接枝失敗，接枝率均為0。

表三為第12－15組pet無紡布的二氧化鈦接枝率統計數據：

表三中符號“～”表示接枝失敗，接枝率均為0。

通過本實施例的對比反應，根據表三，可知pet無紡布堿刻蝕3小時，鈦酸四丁酯與水的體積比為5:100時二氧化鈦的接枝率最高，丙烯酸對在pet無紡布上接枝二氧化鈦至關重要。

圖19是第13組和第15組pet無紡布完成二氧化鈦接枝步驟后的紅外光譜對比分析圖；第13組對應的第三步驟中納米木纖維的濃度為1.5wt.%，且對應的第四步驟中鈦酸四丁酯與水的體積比為5:100；

第15組對應的第三步驟中的纖維素均質丙烯酸溶液中，陽離子化納米木纖維素的濃度為2.5wt.%，且對應的第四步驟中鈦酸四丁酯與水的體積比為5:100。

第13組pet無紡布接枝二氧化鈦后的成分為無紡布、納米木纖維素和二氧化鈦，第15組pet無紡布接枝二氧化鈦后的成分為無紡布、納米木纖維素、丙烯酸和二氧化鈦，圖19中在600-900cm^-1處出現了ti-o-o振動峰，在1100cm^-1和1250cm^-1分別出現了ti-o-c的對稱和不對稱峰，ti-o-o振動峰的出現證明了二氧化鈦接枝在無紡布上而不是物理吸附在無紡布上，ti-o-c振動峰的出現證明納米木纖維素對二氧化鈦接枝在無紡布上起到了誘導作用，納米木纖維素中的氫鍵有利于無機粒子接枝到無紡布上，納米木纖維素與二氧化鈦形成了化學鍵，化學鍵的形成使得二氧化鈦粒子不易脫落，從而提高了二氧化鈦自清潔材料的使用性能。

綜上所述，本發明所制備出的接枝有二氧化鈦的pet無紡布材料的性能完全達到了實驗預期，納米木纖維素接枝在無紡布上改善了無紡布的親水性。納米木纖維素作為形貌誘導劑促進了二氧化鈦的接枝，使制得二氧化鈦自清潔材料性能更加優異，光催化降解效果更好。

由圖11和圖12可以看出，第11組pet無紡布在完成二氧化鈦接枝步驟后，纖維表面二氧化鈦顆粒大且少。

由圖13和圖14可以看出，第13組pet無紡布堿刻蝕后pet纖維經接枝上少量纖維素使得pet纖維表面光滑，二氧化鈦顆粒較少。

圖15和圖16可以看出，第15組pet無紡布堿刻蝕后pet纖維接枝上纖維素使得pet纖維表面光滑，接枝上了大量二氧化鈦顆粒且大小較為均勻。

綜上，纖維素不能明顯改善二氧化鈦在pet無紡布纖維上的接枝效果，但丙烯酸對二氧化鈦在pet無紡布纖維上的接枝效果有較大的影響。

以上實驗和分析可以證明，堿刻蝕、較低的鈦酸四正丁酯濃度有利于二氧化鈦的接枝，單純的纖維素接枝不能改善二氧化鈦的接枝效果，丙烯酸影響陽離子化納米木纖維素的接枝進而影響二氧化鈦的接枝效果。

本發明還進行了光催化降解功能實驗。

本發明還研究了制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布的光催化降解性能。在試驗探究中發現，將發明制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布放在20mg/l的甲基橙溶液中浸泡之后放在40w的紫外燈下進行光降解反應，發現具有光催化降解功能的pet無紡布在光催化降解反應進行到第二小時時已經變成浸泡之前的初始樣貌，光降解反應已經終止。為了使實驗更容易說明具有光催化降解功能的pet無紡布的光催化降解性能，本發明使用1g/l的甲基橙溶液來進行光催化降解性能的實驗。

將第3、4、6、7、8、9、10、11、13、15組pet無紡布所制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始廢棄pet無紡布原料放入1g/l（克/升）的甲基橙溶液中完全浸泡，每組樣品采用5個試樣，試樣浸泡之后放在40w的紫外燈下進行光降解反應，每隔一個小時取一次樣，直到第五個小時試樣的顏色不再明顯變化終止光降解反應。在這個過程中發現無紡布原始pet無紡布原料吸水性差，在甲基橙溶液中始終沒有完全浸潤。

圖20是第3組和第4組pet無紡布制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始pet無紡布原料分別浸泡在甲基橙溶液中的k/s值隨降解時間的變化曲線圖，圖中a曲線即黑色曲線為第3組的變化曲線，圖中b曲線即紅色曲線為第4組的變化曲線，圖中k曲線即藍色曲線為原始pet無紡布原料組的變化曲線。

在降解的初期各曲線下降明顯，說明在降解初期降解效果好；降解后期曲線變化趨緩，k曲線后期無明顯變化。開始時k/s值下降明顯，最后趨于不變，第三組的a曲線的變化最為明顯，結合sem圖可以說明第三組pet無紡布所用的接枝條件（堿刻蝕3小時、鈦酸四丁酯與水的體積比為2:100）的接枝效果較好。從k曲線的變化趨勢及在實驗過程中觀察到原始無紡布上甲基橙的焦燒現象論證了原始無紡布上的甲基橙在降解初期被化學分解；原始無紡布吸水性差，不能很好的在甲基橙溶液中完全浸潤且原始無紡布沒有光催化功能。

圖21是第7、8、9、10、11組pet無紡布制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始pet無紡布原料分別浸泡在甲基橙溶液中的k/s值隨降解時間的變化曲線圖，圖中c、d、e、f、g和h曲線分別為第6、7、8、9、10和11組的變化曲線，圖中k曲線為原始pet無紡布原料組的變化曲線；

圖21中，c、d、e、f和h曲線的變化趨勢明顯，說明接枝二氧化鈦后發生了有效的光降解。圖中最為明顯的曲線為d，說明第7組pet無紡布所用的接枝條件（堿刻蝕3小時、鈦酸四丁酯與水的體積比為2:100）的接枝效果較好。g、h和k曲線的變化趨勢說明較高的鈦酸四正丁酯濃度并不能明顯提高二氧化鈦的接枝量并改善二氧化鈦的接枝效果。

圖22是第13和15組pet無紡布制備出來的具有光催化降解功能的pet無紡布以及原始pet無紡布原料分別浸泡在甲基橙溶液中的k/s值隨降解時間的變化曲線圖，圖中i和j曲線分別為第13和15組的變化曲線，圖中k曲線為原始pet無紡布原料組的變化曲線。

圖中i曲線趨勢較好，印證二氧化鈦接枝效果與光催化效果呈正相關，j曲線代表的為第15組的變化曲線，第15組pet無紡布的二氧化鈦接枝效果非常好，從而有利于光催化，第15組pet無紡布的反應中有丙烯酸的影響。

綜上所述，堿刻蝕3小時、鈦酸四丁酯與水的體積比為2:100的條件為較好的接枝條件，在此條件下接枝出來的樣品光催化性能較好；原始無紡布并沒有光催化功能；丙烯酸影響二氧化鈦的接枝效果，丙烯酸的存在使二氧化鈦接枝效果較好。

以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。