熒光角蛋白納米纖維制備及其應(yīng)用性能研究.pdf

1、近些年，廢棄物的再生利用越來(lái)越來(lái)引起重視，本文基于對(duì)廢棄的人發(fā)進(jìn)行處理、再生，得到再生人發(fā)角蛋白，并將其高值化利用于環(huán)境工程領(lǐng)域。課題具體從三個(gè)方面實(shí)施：
　　(1) L-半胱氨酸在人發(fā)角蛋白提取中的最佳工藝探討，包括溶解溫度、溶解時(shí)間、溶解pH值、L-半胱氨酸濃度和尿素濃度的單因素實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明，除了尿素外，隨著其他溶解條件的劇烈程度增加，人發(fā)角蛋白的溶解率逐漸增加，但提取率會(huì)有最佳條件，即為：溶解溫度851、溶解時(shí)間10 h、

2、溶解pH值為12、L-半胱氨酸濃度為0.248 M。在尿素單因素實(shí)驗(yàn)中，溶解率隨著尿素含量的增加而逐漸降低，提取率逐漸增加，在2M時(shí)這種變化趨勢(shì)明顯減弱，因此，尿素最佳濃度為2 M。該條件下，人發(fā)角蛋白的溶解率為91.46％，提取率為54.14%，得到的角蛋白包含17種主要氨基酸，GPC檢測(cè)重均分子量為36 kDa，并對(duì)再生角蛋白的FTIR-ATR、XRD、Raman和 C譜做了綜合分析，得出再生過(guò)程中，角蛋白從！-螺旋結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)椋?/p>

3、-折疊結(jié)構(gòu)。
　　(2)本實(shí)驗(yàn)采用靜電紡絲制備角蛋白/聚己內(nèi)酯納米纖維混合膜，當(dāng)人發(fā)角蛋白的含量從0增加到60%，紡絲液的電導(dǎo)率從0.098 ms cm-1增加到2.38 ms cm—1，黏度從1665.6 mPa s減少至230.32 mPa s，對(duì)應(yīng)的納米纖維的直徑也隨之從365 n m降至85 n m。另外，對(duì)纖維膜的應(yīng)用性能進(jìn)行測(cè)試，其強(qiáng)力從12.91 M P a降低到2.31 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率從99.4%降低到23%，

4、但靜態(tài)水接觸角逐漸降低，初始接觸角的值降低了39.25°，相較于完全疏水的聚己內(nèi)酯膜，在20 s內(nèi)水就可完全滲入角蛋白混合膜，而且，角蛋白混合膜的熱穩(wěn)定性逐漸增加，最快降解溫度從410℃降至396℃，降解速度從16.73%/m i n減小至8.4%/min。在對(duì)該材料進(jìn)行X R D和FTIR-ATR分析時(shí)，得出機(jī)械強(qiáng)力的降低主要是由于角蛋白含量增加導(dǎo)致混合納米纖維的結(jié)晶度下降。因此，選擇人發(fā)角蛋白/聚己內(nèi)酯的紡絲比例為40/60。

5、>　　(3)溶膠凝膠法制備六方晶系纖鋅礦，晶粒尺寸為10 nm左右的氧化鋅量子點(diǎn)，并利用超聲法制備熒光納米纖維膜，通過(guò)測(cè)試熒光納米纖維膜的熒光光譜、掃描電鏡和EDS證明吸附過(guò)程具有最佳濃度0.05 M，在該濃度下，超聲時(shí)間5 min得到的熒光納米纖維膜表面吸附有大量的ZnO NPs，Z n元素含量達(dá)到11.65%，且纖維形態(tài)保留完整，熒光發(fā)射強(qiáng)。進(jìn)一步測(cè)試處理后膜的靜態(tài)水接觸角，證實(shí)相較于未處理的纖維膜，親水性更好。且 X射線衍射測(cè)試表

6、明，ZnO N P s在表面的吸附不會(huì)改變膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，更不會(huì)引起降解，這說(shuō)明，材料的力學(xué)性能得到了很好的保留。測(cè)試了纖維膜的紫外可見(jiàn)光吸收，其有兩處吸收峰，360 n m處ZnO N P s吸收峰，280 n m處聚己內(nèi)醋的C=O鍵吸收峰。將焚光納米纖維膜置于不同濃度的Pb2+、Sb2+的溶液中，發(fā)現(xiàn)，在不同濃度下，熒光的淬滅程度不同。在Pb2+溶液中，10 ppm( pH為3.01)時(shí)焚光完全不可見(jiàn)，Sb2+溶液中，100 ppb(