基于沸石咪唑酯骨架材料的姜黄色素稳定色料制备及着色性能研究

作     者：易帆 

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王雪梅;艾贤丽

授予年度：2022年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：ZIF-8材料 姜黄色素稳定色料 制备行为 性能表征 染色研究 

摘      要：随着社会的不断进步,天然色素因其安全环保、对人体无害且兼具各种保健功能在食品、药品、纺织品等领域逐渐替代合成色素。但天然色素也存在稳定性差、易水解以及储存运输不便等影响其使用的诸多问题。目前解决上述问题的方法有微胶囊技术、加入抗氧化剂、添加色素稳定剂及对天然色素的结构基团进行化学修饰等。沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)归类于金属有机骨架材料(MOFs)材料的一种,不仅具有高的比表面积和孔隙,而且具有良好的热稳定性和化学稳定性。本课题应用沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)包覆天然姜黄色素制备稳定色料,研究其包覆行为,表征色料各项性能,尝试将其应用于纺织品染色,研究其染色行为,预期目标是制备出应用于纺织品、食品、药品等领域的稳定色料,为天然色素的推广应用保护提供新的方向和思路。主要结论如下:(1)通过对合成的ZIF-8材料进行分X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜、热重分析、比表面积分析,得到了结晶度较高,外观形貌较好的ZIF-8晶体。BET和Langmuir比表面积分别为2237.07 m/g和3169.65 m/g,孔径为3.4 nm。材料在447℃开始分解,当温度上升至505℃,分解基本结束。(2)利用紫外分光光度计对姜黄色素溶液从低浓度到高浓度做了定量分析,绘制一系列梯度浓度的光度吸收曲线。得到姜黄色素溶液在425 nm为其最大吸收波长,绘制一系列梯度浓度的标准曲线,其相关系数R=0.9991。(3)探究ZIF-8材料对姜黄色素的包覆性能。确定温度25℃,姜黄色素溶液浓度1.0 g/L,吸附时间10 h下,ZIF-8材料质量200 mg。包覆后吸光度为0.013,包覆率达到91%。通过紫外吸收光谱、红外光谱、X射线衍射分析对色料进行表征,得到了成功包覆的色料。同时也利用热重分析对包覆前和包覆后的色料进行了表征。结果表明,色料热稳定性较原姜黄色素相比有大幅度的提高。(4)探究包覆色料在不同条件下释放行为,不同条件下色料释放率的大小依次为:p H=3.5醋酸水溶液超声波辅助微波辅助无水乙醇溶液甲醇溶液水溶液。因此,色料在p H=3.5的醋酸水溶液条件下释放率最好,达到100%。(5)应用最佳条件下释放的色料对羊毛织物染色,通过色差分析得出色料中Zn对羊毛织物的染色有增色和匀染作用。