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在环境问题日益严重的今天,研究废弃物再利用已成为人们十分关注的课题。随着养殖业和纺织工业的规模日益庞大,每年都产生大量的兔毛废弃物。不仅造成大量角蛋白资源的浪费,而且污染环境。因此研究兔毛衍生品-蛋白粉末得到了人们的重视,本课题借鉴羊毛研究方法,采用物理研磨和化学溶解析出两种方法将废弃兔毛制备成蛋白粉末,考察蛋白粉末的外观形态和内部结构,并对其性能做测试和分析,在此基础上,对利用兔毛角蛋白粉末在处理染色废水的应用进行探讨。本研究主要内容包括:
⑴观察了兔毛的形态,测试兔毛纤维的细度。采用物理机械研磨方法制备了兔毛纤维的蛋白粉末。采用双氧水预处理和氯化锌溶胀相结合的化学方法制备高浓度的角蛋白溶液,并对蛋白溶液进行粘度测试。运用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测量法,估算出兔毛角蛋白溶液中蛋白分子量的范围14.4-35.0kD之间。
⑵利用电子显微镜和扫面电镜的观察了兔毛两种蛋白粉末的外观形态,测试了化学方法制备的蛋白粉末的粒径分布。电镜照片显示,物理研磨法制备的蛋白粉末呈纤维状或纺锤状,直径为3μm;化学方法制备蛋白粉末则呈现出无定形状,且由于蛋白粉末的比表面积较大,蛋白粉末极易发生团聚。
⑶通过红外光谱、X光衍射分析得到了蛋白粉末的典型的蛋白类红外光谱图和相对结晶指数。测试了两种蛋白粉末的回潮率,结果显示化学溶解法制备的兔毛角蛋白粉末吸湿性能显著提高。
⑷研究了两种角蛋白粉末对直接染料、活性染料、弱酸性染料和阳离子染料四种染料的吸附性能,分析了影响脱色效率的因素,获得在25℃下进行脱色最佳pH值和脱色剂用量。
⑸在优化的脱色条件下,对比了原纤维和蛋白粉末的脱色效果,并利用兔毛蛋白粉末对企业实际染色废水进行了脱色试验。
⑹绘制角蛋白粉末对弱酸性染料的吸附等温线,进行Freundlich和Langmuir方程曲线拟合,得到拟合方程和拟合指数。认为其吸附模型即不属于典型的Freundlich型,也不属于典型的Langmuir型,而应为两种模型的复合模式。