氧化石墨烯棉织物紫外线防护 宋嘉毅学习翻译

作者：V. Pandiyarasana,b, J. Archanaa,c,⁎⁎, A. Pavithrac, V. Ashwinc, M. Navaneethana,⁎, Y. Hayakawaa,b, H. Ikedaa,b,⁎⁎⁎

研究地点：静冈大学电子研究所，3-5-1 johoku，naka ku，hamamatsu 432-8011，日本B GSST，静冈大学，3-5-1 johoku，naka ku，hamamatsu 432-8011，日本C物理和纳米技术系，SRM研究所，SRM大学，印度钦奈603203

R T L E C O N F

关键词：水热法和棉织物的拉曼光谱的紫外线保护因子

文摘 ：

二graphene氧化物（RGO）是successfully充填在大学城的棉织物表面的水热法。拉曼光谱技术是reveals RGO FP2 hybridized包含碳原子。场发射扫描电子microscopy图像表示的沉积在RGO（棉织物。分析confirmed映射元素的分布和均匀的涂层织物和棉的。紫外线保护因子（UPF）和织物的沉积之前和之后442.69洗钱和422.32分别是，当这只7.83织物的仇恨。因此，大学的耐用性和沉积是比棉花织物增强的只有棉织物。《紫外测试indicates，减少织物的incorporating graphene氧化物可以提高紫外dramatically阻塞的性质与棉fiber只是相对的。

1。介绍 在过去的几十年中，棉花被认为是防护服、医用纺织品、运动服和汽车纺织品等各种产品中最有前景的材料。它比其他材料更优越，因为它具有极好的舒适性、柔软性和生物降解性[1]。纳米材料棉花的功能化可用于防污、抗菌、控制亲水性/疏水性、抗静电、紫外线（UV）防护、抗皱和防缩[2]。染料、颜料和紫外线吸收剂涂层增强了织物的紫外线屏蔽性能。它吸收紫外线辐射，阻止通过织物传递到皮肤，从而增强防晒效果[3]。在过去的二十年里，像二氧化钛[4]、氧化锌[5,6,8]、二氧化硅[7]和氧化铝[9]等金属氧化物被称为紫外线阻挡材料。在各种半导体材料中，石墨烯和石墨烯衍生物由于其独特的性能，如机械性能[10]、电气性能[11]、热学性能[12]和光学性能[13]，引起了人们的极大关注。如果剥落的薄片只含有一层或几层碳原子，如含氧石墨烯，这些薄片称为氧化石墨烯（Go），随后使用还原剂还原Go。然而，这些方法 通常涉及剧毒化学品，还原过程和高温处理的持续时间更长[14–18]。开发高效、无毒的替代还原工艺是提高棉织物上还原Go（rgo）质量的必要条件。近年来，由于全球对绿色/生态纺织产品的认识不断提高，基于石墨烯及其衍生物的各种纳米复合材料已被审查用于紫外线防护因子（UPF）的应用。在利用植物提取物和其他天然高分子材料或生物分子开发可持续的紫外线防护纺织品方面，人们进行了大量的研究。

2。实验 所有化学品均为分析级化学品，未经进一步纯化即可使用。石墨（Merck）、盐酸（HCl；37%，Merck）、硫酸（H2SO4；98%，Merck）、高锰酸钾（kmno4；99%，Merck）和过氧化氢（H2O2；35%，Merck）。采用经漂洗、漂白的100%纯棉织物为基材。采用水热法直接在棉织物上还原去RGO。Go由石墨粉通过改进的Hummer方法制备[22]。将2×2 c m 2的裸棉织物浸入Go溶液中2h，超声波处理24h，然后用去离子水洗涤Go沉积棉织物三次，去除未脱叶Go，在45°C下干燥24h，为了制备RGO，用2m联氨搅拌Go沉积棉织物。一水溶液5分钟。将其放置在一个带内衬的高压釜中，并在90°C的炉中保持48 h。对X射线衍射仪系统（X'Pert Pro-Panalytic）进行X射线衍射（XRD）分析。使用Jasco NRS-7100测量拉曼光谱。采用Jeol JSM 7001F对样品进行了场发射扫描电镜分析，并在样品上镀有金涂层。用紫外分光光度计（lapsophere uv1000f）记录紫外屏蔽效率。澳大利亚/新西兰标准AC/NZS 4399:1996[23]。

三。结果和讨论 裸棉织物和RGO沉积棉织物的XRD图如图1（a）所示。这两种样品在16.52°、22.82°和34.58°处都有类似的吸光峰，这与纤维素相当，并且与JCPDS第3–0226号文件一致。在25.5°处对应于石墨（002）的一个小峰，如插图所示，与先前的报告[20]很好地一致。石墨的分散峰从26°到25.5°的展宽和移动被认为表明了堆叠石墨烯层的短期顺序[24]。图1（b）表示裸棉织物和RGO沉积棉织物的拉曼光谱。裸棉织物没有任何明显的峰值。然而，RGO沉积的棉织物在1354和1596 cm-1处呈现两个峰值，分别对应于石墨的G和D带。G和D波段分别与E2G模式和无序诱导模式的一阶散射有关[25]。因此，我们注意到，在我们的样品中观察到的波段被移动到更高的波数。G带的峰移可能是由于sp2杂交中的再结晶，D带的峰移可能是由于氧化过程中sp3域存在缺陷、空位和变形[26]。裸棉织物和RGO棉织物的摄影图像如图2（a）所示。经过rgo沉积，棉织物的白色变成了黑色，这表明rgo均匀地沉积在棉织物上。图2（b）和（c）分别代表裸棉织物和rgo沉积棉织物的fe-sem图像。图2（d）表示rgo棉织物的高放大图像，插图显示了单个织物表面。实验结果表明，涂胶棉织物的表面不如裸棉织物光滑。从图2（d）插图中可以看出，表面形成了褶皱状的波浪结构。这一结构表明棉织品上的Go存在减少的性质。此外，如图2（e）、（f）和（g）所示，通过EDAX分析监测RGO掺入量。结果表明，棉花表面的元素为C和O原子，其组成分别为77.02%和22.61%。拉曼光谱 补充部分提供了纯GO的光谱（图s1）和FESEM图像（图s2）结果。

图1。（a）X射线衍射图，（b）裸棉织物和RGO沉积棉织物的拉曼光谱

4。结论 采用水热法成功制备了RGO沉积棉织物。X射线衍射和拉曼光谱证实 在棉织物表面存在RGO。FESEM图像显示，RGO沉积棉纤维具有皱纹状的波浪结构。计算了洗前和洗后裸棉和RGO沉积棉织物的UPF值分别为7.83、442.69和442.32。结果表明，制备的材料具有良好的紫外线屏蔽性能和耐久性。

确认 作者承认Abhijit Majumdar教授和Animash Laha先生在印度理工学院纺织技术系从事UPF测量。这项工作在财政上部分由资助具有挑战性的探索性研究的赠款（编号16K13717）提供支持。

2。棉织物表面的FESEM图像：（a）裸棉织物（左）和RGO/棉织物（右）的照片；（b）裸棉织物；（c）RGO/棉织物；（d）高放大显微照片（插图显示单织物表面）；（e）碳堆肥；（f）氧成分；（g）金成分和（h）元素堆肥关于柱状图

图3。织物样品的紫外线防护能力（a）紫外线透射光谱和（b）UPF值随洗涤效果的变化。