土壤腐殖酸衍生的可持续活性染料在高效纤维素织物染色中的应用研究

本文创新性地将土壤腐殖酸(HA)通过解聚和氯三嗪/磺酸基团接枝，制备出低分子量水溶性活性染料DPHA-Tr-SO3Na。该染料在棉织物上展现出优异的染色性能（上染率86.1%，固色率70.0%）和色牢度（4-5级），同时降低55%成本并减少23.1%碳排放，为生物质染料的清洁生产提供了新思路。

　　

亮点

本研究突破性地将土壤腐殖酸(HA)这一天然大分子转化为高性能活性染料，通过三步法实现：1）氧化解聚降低分子量；2）引入氯三嗪基团赋予纤维反应活性；3）磺酸化增强水溶性。最终获得的DPHA-Tr-SO₃Na染料分子量仅1347 Da，粒径245 nm，完美匹配商业化染料标准。

材料与方法

实验采用杭州钱塘区黏土提取的HA为原料，通过K₂S₂O₈氧化解聚（80°C反应6小时）获得低聚物DPHA。随后在0-5°C低温条件下与氰尿酰氯反应引入活性氯三嗪基团，最后通过磺化反应接枝-SO₃Na基团。采用凝胶色谱(GPC)监测显示分子量从4266 Da成功降至1347 Da。

结论

DPHA-Tr-SO₃Na在pH10、90°C染色条件下表现出类商业化染料的特性：不仅实现70%固色率，更通过共价键结合使色牢度达4-5级。细胞毒性实验证实其生物安全性，生命周期评估显示其碳足迹比合成染料降低23.1%，开创了"土壤到织物"的绿色染色新范式。