为了研究纳米TiO2负载涤纶织物在自清洁过程中有机染料的分解反应机理，将表面吸附罗丹明B的纳米TiO2负载涤纶织物（QTNP=38.79mg/g）置于紫外光辐射条件下进行处理，然后使用去离子水对经不同时间处理后织物进行萃取，并分别对萃取液进行紫外可见光谱和总有机碳分析，结果如图6-22所示。纳米TiO2负载涤纶织物的K/Smax值随着辐射时间的延长而逐渐降低，负载织物萃取液的颜色也逐渐变浅，证明纤维表面的罗丹明B被逐渐氧化分解而失去颜色。在萃取液的紫外可见光谱中发现，550nm处代表染料共轭结构的特征吸收峰以及255nm、305nm和350nm处代表染料芳香环结构的特征吸收峰的强度均随着反应时间的延长而不断降低，其中550nm处的吸收峰比其他吸收峰下降得更加快速。这表明在自清洁过程中染料分子中的共轭系统比其芳香环结构更容易被分解。更重要的是，随着自清洁过程的进行，负载织物萃取液的总有机碳去除率（TOC去除率）不断增大，在12h内超过了60%。这意味着自清洁过程中染料分子分解生成的大部分中间产物已转化为CO2和水。为了详细了解纳米TiO2负载涤纶织物表面自清洁过程中罗丹明B光催化降解产物，通过气相色谱—质谱联用（GC—MS）技术对紫外光辐射1h和6h的负载织物萃取液进行分析，结果见表6-1。

图6-22　不同时间光辐射后负载织物萃取液的紫外可见光谱和总有机碳变化

表6-1　经GC-MS技术检测得到的罗丹明B分解的主要中间体

表6-1显示，经紫外光辐射1h的负载织物萃取液中检测到4种中间体，它们都是由于罗丹明B共轭结构被氧化分解而生成的相对分子质量较大的化合物。当紫外光辐射6h后，负载织物萃取液中主要存在两种中间体，它们的相对分子质量相对较低。其中一个是脂肪族长链羧酸，另一个为仅含有1个苯环的化合物。这证明延长紫外光辐射时间能够显著地促进染料分子通过开环反应生成小分子化合物特别是脂肪族羧酸等。然后这些小分子在光辐射过程中继续降解为更小的中间产物，直至被矿化为CO2和水以及无机盐等。因此依据上述多种分析结果可以推测，在纳米TiO2负载涤纶织物表面自清洁过程中，罗丹明B通过共轭结构分解、开环反应和矿化三个主要步骤被去除。这与其在水溶液中被纳米TiO2光催化降解的途径具有一定的相似性。(www.daowen.com)

酸性蓝13为双偶氮类酸性染料，比活性红195含有较少的水溶性磺酸基团，对蛋白质纤维具有较强的亲和力，在使用过程中极易沾染羊毛织物，难以通过常用的洗涤方法将其去除。但是羊毛织物经纳米TiO2负载整理后自清洁性能明显提高，不仅在紫外光辐射条件下能够将吸附于其表面的酸性蓝13光催化氧化，使之逐渐脱色（图6-23），而且还能使其结构中的共轭体系和芳香环结构分解并转化为CO2和水。这主要是因为负载于羊毛表面的纳米TiO2粒子在紫外光辐射条件下生成氢氧自由基等活性物质，它们能够通过强氧化作用导致酸性蓝13发生分解和矿化反应。图6-24给出了在纳米TiO2负载羊毛织物表面自清洁过程中酸性蓝13的光催化氧化降解和矿化的途径。

图6-23　酸性蓝13在不同浓度纳米TiO2负载羊毛织物表面的降解

图6-24　酸性蓝13在纳米TiO2负载羊毛织物表面的降解机理