Функционализация целлюлозных тканей для удаления загрязнителей воздуха в помещениях методом простого и долговечного окислительно-восстановительного формирования покрытия

Широкому применению наноматериалов для функционализации хлопка препятствуют опасения относительно их потенциальной токсичности и недостаточной долговечности. Мы демонстрируем простой способ синтеза диоксида марганца (MnO₂) непосредственно на хлопчатобумажной ткани путем чередующегося нанесения перманганата калия (KMnO₄), хлорида марганца (MnCl₂) и хлорида 2,3-эпоксипропилтриметиламмония (EPTAC). В ходе процесса EPTAC прививается к волокнам хлопка, что позволяет за 5 мин ускорить адсорбцию и восстановление KMnO₄ до наночастиц MnO₂ и свести к минимуму повреждение волокон. Одновременно EPTAC закрепляется между отрицательно заряженными катализаторами MnO₂ и целлюлозой за счет межмолекулярных координационных связей, прививки посредством этерификации и электронных взаимодействий. Это усиливает адгезию наночастиц к волокнам и обеспечивает высокую устойчивость покрытия при многократных стирках. Легирование MnO₂ серебром создает дополнительные вакансии и значительно повышает эффективность переноса электронов, благодаря чему обработанные ткани приобретают выраженные антибактериальные свойства: при облучении за 20 мин инактивируется более 99% бактерий. Кроме того, ткани эффективно удаляют формальдегид (HCHO): за 30 мин разлагается 72% загрязнителя; также они обеспечивают высокую степень защиты от ультрафиолетового излучения. Предложенный способ нанесения наночастиц MnO₂ на хлопчатобумажные ткани может стать альтернативой при создании многофункциональных декоративных материалов, предназначенных для удаления загрязнителей воздуха в помещениях.