《Cleaner and Circular Bioeconomy》：Optimization, Characterization, and Performance Evaluation of Banana Peel Biomordant for Silk Fabric Dyeing with Marigold Extract
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近年来，利用农业副产物开发纺织染色用生物基媒染剂受到广泛关注。研究人员以富含单宁和多酚的香蕉皮提取物（Musa sapientum L.）作为无金属生物媒染剂，结合万寿菊（Tagetes erecta L.）花提取物对真丝织物进行竭染，考察了前媒染、同媒染和后
近年来，利用农业副产物开发纺织染色用生物基媒染剂受到广泛关注。研究人员以富含单宁和多酚的香蕉皮提取物（Musa sapientum L.）作为无金属生物媒染剂，结合万寿菊（Tagetes erecta L.）花提取物对真丝织物进行竭染，考察了前媒染、同媒染和后媒染三种工艺。参数优化表明，后媒染于90°C处理120分钟可获得最高色深（K/S=3.64）。所选染色织物经颜色测量、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）表征，并评价了耐洗色牢度、耐光色牢度、对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）与肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）的抗菌活性及紫外防护性能。生物媒染织物在干湿态下均表现出优异紫外防护（UPF>50），耐洗、耐光色牢度及抗菌活性提升幅度中等。以常规铜媒染为基准对比，并开展物质与能量流分析评估染色过程资源消耗。结果表明，香蕉皮可作为可再生生物媒染剂实现农业副产物高值化，为真丝万寿菊染色应用提供更全面的评价。
研究背景方面，全球变暖与卫生防护需求上升推动了对具功能性的天然染料纺织品关注，但天然染料自身上染率低、易褪色，传统金属媒染剂又存在毒性和难降解问题。植物源生物媒染剂（尤含单宁者）可通过分子间作用辅助固色并赋予额外功能，然而现有研究多聚焦单一色度或单项功能，缺乏将工艺优化、功能评价、金属媒染基准对比及定量资源消耗整合于同一体系的报道。香蕉皮作为富含单宁与多酚的农业废弃物，万寿菊为含叶黄素酯与黄酮的观赏废弃花卉，二者结合在真丝上的无金属媒染机制与综合性能尚不清。为此，来自泰国Srinakharinwirot University的研究人员在《Cleaner and Circular Bioeconomy》报道了以香蕉皮提取物为无金属生物媒染剂、万寿菊提取物染真丝的系统研究，旨在提供工艺—结构—功能—资源消耗的一体化证据。
关键技术方法上，研究人员采用泰国农户提供的香蕉皮与万寿菊为样本，真丝为退浆平纹织物（96 g/m2）。媒染设前、同、后三种方式，染料与媒染液浴比1:50，染色统一90°C×60分钟，媒染温度（30/60/90°C）与时间（60/90/120分钟）变量优化以K/S定参；铜媒染（CuSO?·5H?O，后媒染5%）作基准。表征用UV-Vis看提取液吸收，HunterLab测K/S与CIE Lab*，SEM观形貌，FTIR（4000–500 cm?1）析键合；功能上按AATCC TM100-2019测S. aureus与K. pneumoniae抑菌率，AATCC 183:2014测UPF，ISO 105-C10/B02评耐洗/耐光牢度；并以门到门（gate-to-gate）功能单位1 g染色真丝做物质与能量流分析，统计香蕉皮、CuSO?、水、LPG消耗及固废/废水产出。
研究结果各节要点如下。UV-Vis光谱显示万寿菊提取液在260–275 nm与360 nm有吸收（黄酮类），香蕉皮在约280 nm有酚/单宁吸收带。媒染温度优化中，升温至90°C使前媒染K/S由1.28升至2.52、同媒染由0.47升至1.46，后媒染在90°C达峰值，L下降、a上升、b下降，说明高温促进纤维膨化与单宁氧化络合。媒染时间优化固定90°C，后媒染120分钟K/S=3.64为全局最高，前媒染随时间无显著变化，同媒染升至2.88；后媒染因先染料渗入再单宁沉积互作最优。SEM显示原丝平滑，染色后表面粗糙有颗粒，生物媒染者颗粒更多，源于染料-单宁聚集。FTIR中丝素酰胺I（1618 cm?1）、II（1513 cm?1）、N-H（3278 cm?1）峰未变，1200–1000 cm?1区有minor变化，表明以氢键等弱相互作用为主、无新化学键。功能性质上，对S. aureus抑菌率CT与OP均>99.99%，对K. pneumoniae为74.16%与68.54%，抗菌主要来自万寿菊黄酮而非香蕉皮单宁；UPF原丝9.16，CT干40.2/湿>50，OP干湿均>50，优良紫外防护主因万寿菊宽谱吸收加香蕉皮280 nm补强。与铜媒染对比，OP的K/S（3.64）高于CU（3.10）且深于CT，a更高红调更强，b*更低；耐洗牢度CT/OP均为3级、CU为3/4级，耐光均为4级，说明牢度由染料本身主导、媒染剂影响有限。物质能量流分析显示每克染色真丝生物媒染路耗香蕉皮16.67 g、LPG 7.6 kWh、产固废19.17 g（可堆肥/能源化），铜媒染路耗CuSO? 2.5 g、LPG 6 kWh、产金属污泥2.5 g，生物路多一步提取但废弃物可生物降解。
讨论与结论部分，研究人员指出后媒染90°C×120分钟为最佳，FTIR与SEM支持单宁物理沉积与弱分子间作用机制，抗菌增益中等但UPF>50干湿皆优，色深与铜媒染相当且牢度可比，物质能量流量化了生物路多耗提取能但副产农业生物质优于金属污泥。结论确认香蕉皮提取物作为无金属生物媒染剂在真丝万寿菊染色中具备工艺可行性，农业废弃物转化为高值纺织加工助剂获实验支撑，为后续放大与工艺节能优化提供基础。
