使用纳米TiO2水溶胶通过浸轧—烘干—焙烘工艺对棉织物进行整理制备纳米TiO2水溶胶负载棉织物（QTNP=23.81mg/g），然后使之分别吸附红酒、咖啡、老抽酱油和生抽酱油五种实际污垢的水溶液。烘干后在太阳光辐射（紫外光：0.84mW/cm2，可见光：31.91mW/cm2）条件下对其进行自清洁性能考察，测定不同辐射时间五种样品在最大吸收波长处的表面深度（K/Smax），同时对样品进行拍照以考察其颜色变化，结果如图6-25和表6-2所示。

由图6-25和表6-2可知，随着太阳光辐射时间的延长，吸附不同污垢的纳米TiO2水溶胶负载棉织物表面颜色深度逐渐降低，相应的K/Smax值呈现不断下降的趋势，其中以红酒1号、咖啡以及老抽吸附棉织物的K/Smax值下降最为显著，这说明纳米TiO2水溶胶负载棉织物对这五种实际污垢都表现出不同程度的自清洁性能。与红酒2号和生抽比较，红酒1号、咖啡以及老抽更容易被纳米TiO2水溶胶负载棉织物所去除，这主要因为五种实际污垢在化学组成方面的差异。

图6-25　光辐射过程中吸附不同污垢负载棉织物的K/Smax值变化

表6-2　在光辐射过程中吸附不同污垢负载棉织物的颜色变化

为了研究纳米TiO2负载棉织物自清洁过程中实际污垢的光催化氧化降解机理，使用气相色谱仪测定自清洁过程中棉织物表面的红酒污渍在太阳光辐射条件下分解产生的CO2体积，并与未负载棉织物进行了比较（图6-26）。结果发现，表面吸附红酒污渍的未负载棉织物在太阳光辐射条件下仅能产生极少量的CO2，而表面吸附红酒污渍的纳米TiO2水溶胶负载棉织物，在太阳光辐射条件下能够生成相对较大量的CO2，并且CO2的生成量随着辐射时间的延长几乎呈线性增加的趋势，在辐射时间25h内CO2的生成量已经超过2000μL。这说明在纳米TiO2负载棉织物表面吸附的红酒污渍在太阳光辐射条件下发生显著的氧化分解反应，并进一步矿化为CO2和水。

图6-26　在太阳光辐射条件下不同处理棉织物产生CO2体积(www.daowen.com)

进一步研究证实，在太阳光辐射条件下，纳米TiO2负载棉织物也能够使表面吸附的咖啡、化妆品和油脂等其他污渍发生分解产生不同体积的CO2，如表6-3所示。这表明负载于棉织物表面的纳米TiO2粒子对多种吸附污渍都显示出优良的自清洁效应。需要说明的是，吸附于纳米TiO2水溶胶负载棉织物表面红酒和咖啡污渍中的色素，可能会通过类似有机染料的敏化作用促进纳米TiO2粒子产生活性自由基，有利于这些污渍在纤维表面的氧化分解和矿化作用。图6-27比较了油脂、红酒和咖啡污渍在纳米TiO2水溶胶负载棉织物表面的光催化降解反应原理。

表6-3　纳米TiO2水溶胶负载棉织物存在时不同污渍分解生成的CO2体积

注　TTIP为钛酸四异丙酯。

图6-27　三种污渍在纳米TiO2负载棉织物表面的光催化降解反应原理