[发明专利]一种用于间接电化学染色的电解体系及电化学染色工艺

说明书

本发明涉及纺织化学技术领域，具体公开一种用于间接电化学染色的电解体系及电化学染色工艺。所述电解体系的阴极电解液的溶质包括可溶性铁盐、多羟基配体、可溶性铝盐和氢氧化钠。本发明在阴极电解液中加入铝盐，其铝离子与铁离子通过多羟基配体形成铁‑羟基‑铝的双核络合体系，由于铝离子带有的正电荷，提高了该络合体系与阴极的静电吸引力，从而能够得到较高的传导电流，并进一步通过铁盐与铝盐之间的协同作用，加速体系的传质速率，显著提高了染液的还原电位和电解液的传导电流，缩短了染料还原的时间，解决了之前络合体系下还原电位低、还原时间长、染色效果欠佳的问题。

技术领域

本发明涉及纺织化学技术领域，尤其涉及一种用于间接电化学染色的电解体系及电化学染色工艺。

背景技术

还原染料不溶于水，对纤维素纤维没有亲和力，染色时，需要在强还原剂和碱性条件下，将染料分子中的羰基还原，形成可溶性的隐色体后才能对纤维进行染色。传统上用于还原染料的还原剂主要是保险粉(连二亚硫酸钠)，这种方法还原剂消耗量大、染色工艺复杂、生产中产生大量的含硫废水，这些废水色泽深、碱性大、难降解物多，对后续的污水处理造成不便。

电化学染色方法是将电子代替传统的还原剂，使染料得以还原，因而不会产生有害的副产物，是一种无废水排放的染色方法。间接电化学染色是以具有电化学活性的三价铁离子为媒介，以用于稳定铁离子的三乙醇胺为配体，在阴极区Fe(Ⅲ)-TEA在电极表面得到电子被还原成Fe(Ⅱ)-TEA；然后，Fe(Ⅱ)-TEA把电子转移给还原染料使其还原成隐色体，与此同时Fe(Ⅱ)-TEA自身被氧化成Fe(Ⅲ)-TEA；最后，生成的Fe(Ⅲ)-TEA又在阴极上得到电子，这种染色方法虽然比直接电化学法的还原效率有很大提高，但仍存在着还原时间长、传导电流低、染色效果欠佳等问题。产生这些问题的原因除了阴极电解液体系，阳极电解液的组成等因素外，电极材料也是重要的因素。

发明内容

针对现有间接电化学染色体系下，染料还原所需时间较长，传导电流低，染色效果欠佳的问题，本发明提供一种用于间接电化学染色的电解体系。

以及，一种电化学染色工艺。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种用于间接电化学染色的电解体系，其阴极电解液的溶质包括可溶性铁盐、多羟基配体、可溶性铝盐和氢氧化钠。

相对于现有技术，本发明提供的用于间接电化学染色的电解体系具有以下优势：

本发明在阴极电解液中加入铝盐，其铝离子与铁离子通过多羟基配体形成铁-羟基-铝的双核络合体系，由于铝离子带有的正电荷，提高了该络合体系与阴极的静电吸引力，从而能够得到较高的传导电流，并进一步通过铁盐与铝盐之间的协同作用，加速体系的传质速率，显著提高了染液的还原电位和电解液的传导电流，缩短了染料还原的时间，解决了之前络合体系下还原电位低、还原时间长、染色效果欠佳的问题。

优选地，所述可溶性铁盐的浓度为0.01-0.1mol/L，所述多羟基配体的浓度为0.02-0.5mol/L，所述可溶性铝盐的浓度为0.0025-0.02mol/L，所述氢氧化钠的浓度为0.03-0.5mol/L。

优选的，所述多羟基配体与所述可溶性铁盐的摩尔比为2-5:1。

优选的铁离子、铝离子、多羟基配体的浓度及浓度比，可使染色的K/S值较高；当三种物质的浓度过低时，会使形成的铁-羟基-铝的双核络合体系的浓度过低，导致电解过程中具有氧化还原能力的铁离子量较少，因而被还原的染料量较少，故染色的K/S值较低；若三者浓度的过高，会降低染料的溶解度，而导致还原染料难以被氧化还原，降低染色的K/S值。

优选的，所述可溶性铝盐为硫酸铝、氯化铝或硝酸铝。

优选的，所述可溶性铁盐为硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁。