Development of an eco-friendly multifunctional nano-TiO2-coated cotton fabric

Abstract

Abstract : In this work, a multifunctional cotton fabric was developed by immobilizing titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs) using an eco-friendly bath (citric acid as spacer, and sodium hypophosphite as catalyst). This was achieved by employing textile industry techniques and assessing systematically the effects of nanoparticles, spacer and catalyst concentrations on the finishing bath along different curing temperatures. Analysis of variance (ANOVA) and surface response methodology (SRM) were used to investigate multiple cycles of methylene blue photocatalytic degradation and flame retardancy. The results disclosed an excellent performance of the treated fabric for various applications: flame-retardant (char content enhanced by 1000%), photocatalyst for dye removal (>90% of contaminant abatement and feasibility for multiple reuses), self-cleaning agent for intense stains (up to 80% of stain vanishing), and bacterial inhibition in dark condition (~25% of bacteria growth reduction). Moreover, those properties were maintained after at least 5 washing cycles.<br>

Neste trabalho, um tecido multifuncional de algodão foi desenvolvido através da imobilização de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2-NPs) utilizando um banho de acabamento ecologicamente amigável (ácido cítrico como reticulante e hipofosfito de sódio como catalisador). Foram empregadas técnicas da indústria têxtil e avaliados sistematicamente os efeitos da concentração de nanopartículas, reticulante e catalisador no banho de acabamento em diferentes temperaturas de cura. A análise de variância (ANOVA) e a metodologia de superfície de resposta (SRM) foram utilizadas para investigar múltiplos ciclos de degradação fotocatalítica de azul de metileno e retardância a chama. Os resultados revelam um excelente desempenho do tecido tratado para várias aplicações: retardante de chama (teor de resíduo carbonoso aumentado em 1000%), remoção fotocatalítica de solução corante (>90% remoção e viabilidade para múltiplos reusos), autolimpeza de manchas intensas (até 80% de remoção), e inibição bacteriana no escuro (~25% de redução no crescimento bacteriano). Além disso, essas propriedades foram mantidas por pelo menos 5 ciclos de lavagem.