過氧化氫酶去除漂白殘留過氧化氫工藝的研究

摘要：本文采用過氧化氫酶去除過氧化氫漂白棉針織物時殘留的過氧化氫，通過單因素實驗分析，確定影響過氧化氫酶去除殘留過氧化氫工藝的最適條件為：pH值7～8，過氧化氫酶用量0.1g/L，溫度20℃，處理15min，浴比1∶15。 　　關(guān)鍵詞：過氧化氫酶；棉針織物；漂白 　　中圖分類號：TS192.6 　　文獻標志碼：A 　　Study on Removal of Residual Hydrogen Peroxide from Bleaching Process with Catalase 　　Abstract： In this paper， the residual hydrogen peroxide from bleaching process of cotton knitted fabric were removed with catalase. Based on the research of single factor experiments， the optimum conditions for the removal of hydrogen peroxide with catalase were as follows： pH value 7 ～ 8， dosage of catalase 0.1 g/L， temperature 20 ℃， enzyme processing time 15 min， bath ratio 1∶15. 　　Key words： catalase； cotton knitted fabric； bleaching 　　棉針織物產(chǎn)品穿著舒適，具有吸濕、透氣等良好的服用性能。近年來，人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，追求返樸歸真、舒適和休閑。而棉針織類服裝在很大程度上滿足了人們的這一需求。 　　對于服飾色澤上，以前的工藝往往只是將鮮艷、淺色的品種做氧漂，而現(xiàn)在染色前都要求做漂底，以得到更加鮮艷和純正的色彩。但是大部分活性染料都對氧化劑比較敏感，所以為了保證后續(xù)染色工藝的安全性，必須將做前處理氧漂時殘留的過氧化氫去除干凈。如果采用高溫水洗這種傳統(tǒng)的方法去除殘留的過氧化氫，生產(chǎn)中水、電、蒸汽的消耗勢必隨著產(chǎn)量增加而大幅增加，并且這也增加了污水處理負擔。過氧化氫酶是一種安全、無毒、高效的生物催化劑，近年來在紡織工業(yè)上得到廣泛應用。本文選用過氧化氫酶去除殘留的過氧化氫，對其去除殘留的過氧化氫工藝研究分析。 　　1實驗材料及藥品 　　1.1實驗布料 　　1.2主要試劑 　　過氧化氫酶（50000U/mL），武漢市獅子山化工涂料助劑廠；高錳酸鉀（AR），山東宏間化工有限公司；硫酸（AR），煙臺市雙雙化工有限公司；乙酸（AR），萊陽市雙雙化工有限公司；亞硫酸鈉（AR），宜興市第二化學試劑廠；硅酸鈉（AR），天津市科密歐化學試劑有限公司；氫氧化鈉（AR），煙臺市雙雙化工有限公司；30%過氧化氫（AR），杭州臨安精欣化工有限公司；高效精練劑，江陰市新康化工有限公司。 　　1.3實驗儀器 　　HHS恒溫水浴鍋、101A-3電熱恒溫烘箱、DSBD-1數(shù)字白度儀，南通三思機電科技有限公司；XY系列電子天平，常州幸運電子設備有限公司；不銹鋼高溫干燥箱，上海錦意科學儀器有限公司；YH系列電熱器，江蘇近湖鎮(zhèn)教學儀器廠；HD026N+電子織物強力儀，南通宏大實驗儀器有限公司。 　　1.4實驗工藝流程 　�。�1）常規(guī)水洗工藝 　　坯布→煮漂（30%過氧化氫20g/L，100%氫氧化鈉8g/L，硅酸鈉6g/L，高效精練劑2～3g/L，時間40～50min，沸煮，浴比1∶20）→熱水洗2～3次（85～90℃）→溫水洗1～2次（70～80℃）→晾干→測試。 　�。�2）過氧化氫酶處理工藝 　　坯布→煮漂（同上）→排水→酶處理→晾干→測試。 　　1.5性能測試 　�。�1）過氧化氫含量的測定 　　吸10mL過氧化氫水溶液置于500mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻待用。準確吸取稀釋后的雙氧水溶液5mL，放入250mL三角瓶中，加入蒸餾水100mL、3mol/L的硫酸5mL搖勻待測。用配制后，經(jīng)標定過的0.00201mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定，當溶液變?yōu)槲⒓t色，且?guī)酌雰?nèi)不消失即為終點。記錄所耗用高錳酸鉀標準溶液體積V，平行測試3次，取平均值。用公式C雙氧水=V高錳酸鉀×17.01計算過氧化氫濃度（g/L）。 　�。�2）白度測定 　　每塊試樣須在不同部位保持經(jīng)緯方向一致的情況下測定3次，取平均值。 　�。�3）織物拉伸強力的測定 　　織物拉伸強力按GB/T3923.1―1997標準，在強力儀上進行測定，測3次，取平均值。 　　2結(jié)果與分析 　　2.1pH值的影響 　　將過氧化氫煮漂后的棉針織物，在不同pH值，溫度20℃，過氧化氫酶0.1g/L，浴比1∶20的條件下處理15min，測試過氧化氫的'含量、織物白度和強力，結(jié)果如圖1所示。 　　由圖1可知，pH值對白度的影響不大，但是對過氧化氫第一文庫網(wǎng)去除率、強力影響大。當pH值小于7時，過氧化氫的去除率呈上升趨勢，當pH值大于7時過氧化氫的去除率開始呈下降趨勢。這是由于pH值在7以下和8以上，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而影響了酶的活性部位催化基團和結(jié)合基團的解離�？椢锏膹娏υ趐H值為7時最大，因為織物在酸性條件下會發(fā)生分解，在堿性條件下會發(fā)生膨脹，會對織物強力有影響。綜合考慮，pH值選擇在7～8。 　　2.2溫度的影響 　　調(diào)節(jié)pH值7～8，過氧化氫酶用量0.1g/L，處理15min，浴比1∶20，在不同溫度下處理織物，測試殘余過氧化氫含量及織物的白度和強力，結(jié)果如圖2所示。 　　由圖2可知，當溫度在20～40℃時的過氧化氫的去除率都較高，在30℃時的去除率最大。強力在20～30℃時過氧化氫強力損失小，但當溫度超過50℃時，過氧化氫的去除率下降明顯，當酶處理溫度達到70℃時過氧化氫的去除率不到10%。這是由于溫度過高超過了酶的最適溫度，使酶的活力受到抑制或者喪失。因此，選擇20℃為處理溫度。 　　2.3過氧化氫酶用量的影響 　　調(diào)節(jié)pH值至7～8，溫度20℃，處理15min，浴比1∶20，在不同的過氧化氫酶用量下處理織物，處理結(jié)果如圖3所示。 　　由圖3可知，過氧化氫去除率隨著過氧化氫酶用量增加而增加，當過氧化氫酶用量超過0.1g/L時，過氧化氫的去除率變化不大，在0.15g/L時過氧化氫的去除率最大。而白度影響不大，比較平穩(wěn)。但是當過氧化氫酶用量在0.2g/L時，強力并不高。從實驗效果考慮，選擇過氧化氫酶用量為0.1g/L。 　　2.4酶處理時間的影響 　　調(diào)節(jié)pH值至7～8，過氧化氫酶用量0.1g/L，溫度20℃，處理15min，浴比1∶20，在不同的時長下處理織物，結(jié)果如圖4所示。 　　由圖4可知，隨著過氧化氫酶處理時間延長，過氧化氫的去除率增加，當過氧化氫酶處理時間超過10min，增加明顯，當達到15min，過氧化氫去除率達到最大，過氧化氫酶處理時間大于15min后的過氧化氫的去除率增加不明顯。強力在酶處理作用10min以下時，不高，超過10min，開始明顯增加，15min時達到最大。說明酶處理10min以下時，酶處理沒有完全，殘留過氧化氫會讓棉織物氧化受損，所以強力不高。而且處理時間的長短對織物的白度影響不大，白度在處理前后基本上保持不變。故處理時間選擇在15min。 　　2.5浴比的影響 　　調(diào)節(jié)pH值至7～8，過氧化氫酶用量0.1g/L，溫度20℃，處理15min，在不同的浴比下處理織物，結(jié)果如圖5、圖6所示。 　　由圖5、圖6可知，當浴比小于1∶10時，過氧化氫的去除率隨著浴比的增大而增大。當浴比大于1∶15時，過氧化氫的去除率隨著浴比的增大有所降低，而且白度也是呈現(xiàn)下降趨勢。因為浴比過小，織物酶處理、漂白都不均勻，所以去除率不高。而浴比過大，所需的過氧化氫酶的總量也增加，可是去除過氧化氫去除率變化不大，增加成本。當浴比1∶10、1∶15時，強力大，浴比大于1∶15時，過氧化氫的強力有所下降。綜合考慮經(jīng)濟成本，選擇浴比1∶15。 　　3結(jié)論 　　過氧化氫酶去除殘留過氧化氫工藝的最適條件：pH值7～8，過氧化氫酶用量0.1g/L，溫度20℃，處理15min，浴比1∶15。選用過氧化氫酶去除殘留的過氧化氫，和常規(guī)的高溫水洗工藝去除殘留過氧化氫比較，除了有節(jié)約水、電、氣、人工費用等優(yōu)點外，還大幅度地降低成本，提高了生產(chǎn)效率，減少了對環(huán)境的污染，有利于環(huán)保。 　　參考文獻 　　[1]何照興，袁軍.過氧化氫酶的應用與實踐[J].印染，2001，27（5）：29-30. 　　[2]張坤生，田薈琳.過氧化氫酶的功能及研究[J].食品科技，2007，32（1）：8-11. 　　[3]王嵐，吳建國.過氧化氫酶在紡織工業(yè)的研究應用[J].山東紡織科技，2013，54（1）：50-51. 　　[4]蔡蘇英.染整技術(shù)實驗[M].北京：中國紡織出版社，2009：136-137. 　　[5]冷曬祥，錢國坻，華兆哲，等.過氧化氫酶的棉針織物漂染工藝研究[J].印染，2006，32（19）：1-3. 　　作者簡介：王嵐，女，1980年生，講師。 　　作者單位：鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院輕化系。

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