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越來越多的高科技已經(jīng)進(jìn)入到我們?nèi)粘Ｉ钪校热缂{米服裝。將納米級的微粒覆蓋在纖維表面或鑲嵌在纖維甚至分子間隙間，利用納米微粒表面積大、表面能高等特點(diǎn)，在物質(zhì)表面形成一個均勻的、厚度極薄的(肉眼觀察不到、手摸感覺不到)、間隙極小(小于100nm)的‘氣霧狀’保護(hù)層。使得常溫下尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100nm的水滴、油滴、塵埃、污漬甚至細(xì)菌都難以進(jìn)入到布料內(nèi)部而只能停留在布料表面，從而產(chǎn)生了防水、防油、防紫外線等特殊效果。
但是這些衣物經(jīng)過洗滌，直到終被丟棄，其中的納米顆粒又會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。如何測定和評價納米科技紡織品的納米顆粒數(shù)量和尺寸分布，是紡織行業(yè)面對的新課題。
二氧化鈦(TiO2)納米顆粒具有紫外線防護(hù)功能和抗菌特性，并且能夠提高織物的親水性并減少異味，因此被越來越多的應(yīng)用到紡織行業(yè)。本應(yīng)用報告使用單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法(SP-ICP-MS)，研究了幾種商業(yè)紡織產(chǎn)品中TiO2納米顆粒的釋放情況。
樣品
用于評估的五種紡織樣品均從當(dāng)?shù)厣痰曩徺I，如表1所述。40%TiO2納米顆粒(30-50 nm)懸浮液購自美國研究納米材料公司(US Research Nanomaterials™，位于美國德克薩斯州休斯頓市)。為了促使納米顆粒分散，將Triton X-100(購自西格瑪奧德里奇公司Sigma- Aldrich™，位于美國密蘇里州圣路易斯)添加到所有溶液中，終濃度為0.0001%。
實驗
測量總鈦時，將0.25g的每種紡織樣品切成小片，放入5mL濃硝酸(65%)和1mL的濃HF酸(49%)中，放入微波爐中消解。消解后，每個樣品添加6mL 10%H3BrO3(v/v)，放入微波爐中與HF絡(luò)合15分鐘。然后，用去離子水將樣品定容至50mL，并采用常規(guī)ICP-MS進(jìn)行分析。
檢查TiO2納米顆粒從織物中的釋放情況時，每個樣品取400cm2，浸入200mL去離子水中。對容器超聲處理15分鐘，然后將其放在搖床上(每分鐘150次)24小時。對容器進(jìn)行第二次超聲處理，然后取出等分液體進(jìn)行分析。向空白去離子(DI)水中摻入2.7μg/L TiO2納米顆粒，作為對照品。如有必要，用去離子水進(jìn)一步稀釋樣品，并在兩次稀釋之間進(jìn)行超聲處理，以Zui大程度地減少納米顆粒團(tuán)聚。
所有分析均在珀金埃爾默(PerkinElmer)的NexION®電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上進(jìn)行，該質(zhì)譜儀上運(yùn)行Syngistix™以用于ICP-MS軟件。進(jìn)行納米顆粒分析時，使用Syngisitix納米應(yīng)用模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理。表2示出了進(jìn)行TiO2納米顆粒分析的NexION工作條件。
實驗結(jié)果
圖1示出了TiO2納米顆粒(對照品)和三個樣品的信號。這些圖表清晰地顯示了樣品之間的差異：雖然TiO2納米顆粒對照品顯示出可重復(fù)的、均勻的粒度分布，但樣品的納米顆粒粒度分布更大，高達(dá)200nm。此外，同一類型的樣品之間也存在差異，如樣品A和D所示。樣品B和樣品C不含大量TiO2納米顆粒。
下面的表3和表4，分別為A~E樣品中的總Ti含量和TiO2納米顆粒的尺寸和濃度。嬰兒連體衣A和B形成了有意思的對比：A含有的基本全是TiO2納米顆粒，而B含有的基本都是其他形態(tài)的Ti離子。
結(jié)論
本研究表明，SP-ICP-MS能夠檢測和測定紡織品中釋放的TiO2納米顆粒。使用SP-ICP-MS可以快速分析大量顆粒，能夠提供單個顆粒的信息，克服了常規(guī)納米顆粒分析技術(shù)的局限性。本研究結(jié)果表明，各個紡織產(chǎn)品都含有粒度和濃度不等的TiO2納米顆粒。
了解更多應(yīng)用資料和產(chǎn)品信息，下載珀金埃爾默單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法(SPICP-MS)表征織物中TiO2納米顆粒的釋放相關(guān)資料。
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