皮胶原纤维基吸附剂在废水处理中的应用进展.pdf

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1、经济与社会发展研究经济视野2015年第4期·15·皮胶原纤维基吸附剂在废水处理中的应用进展程远梅程三飞周雯菁张倍铭(国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北武汉430000)【摘要】皮胶原纤维是一种来源广泛且廉价易得的高分子材料，梅单宁>固化黑荆树单宁>固化落叶松单宁，即单宁分子中含连由于其分子结构中存在大量活性基团，可与废水中多种有害物质苯三酚结构的基团越多，对金属离子的吸附容量越大。对于吸附结合以利于有害物质的除去，并且具有亲水而不溶于水的特性，温度，温度越高，吸附量越大。而pH对吸附量的影响则比较复杂，因而常被用于制备废水处理吸附分离材料。本文简要介绍了皮胶A

2、u、c和Pb2+在低pH条件吸附量更大，UO22+、Cu2及H原纤维的结构和提取方法，总结了皮胶原纤维基吸附剂在废水处的吸附量则随着pH的升高而增加；对n最佳吸附pH值为3-4；理中的应用进展。pH的影响是由溶液的pH影响金属离子在溶液中的存在形态，从【关键词】皮胶原纤维；水处理；吸附；分离而影响在胶原纤维固化单宁的吸附量所导致的。中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：为了进一步提高胶原纤维固化单宁对金属离子的吸附能力，孙霞等【1采用胃蛋白酶水解胶原纤维，将水解胶原和单宁在交联1．引言剂作用下制得胶原．单宁树脂吸附剂，其对Pb(II)的吸附容量明皮胶原纤维主要来源于

3、牛、猪、羊等家畜动物的皮，占真皮显大于胶原纤维固化单宁对Pb(II)的吸附容量，原因在于：胃全部纤维质量的95-98％，是世界上资源量最大的可再生动物生物蛋白酶的水解作用使胶原上更多的氢键活性基团暴露出来，从而质资源之一，而且其资源随着人类生活水平的提高而增加。皮胶可以与更多的单宁结合。原纤维传统上主要应用于制革，但其实际应用量仍不及资源总量基于胶原纤维固化单宁吸附剂的研究，马贺伟等IJ以动物胶的一半[11，具有来源广泛，价廉易得的优点。原纤维膜为基质，制得皮胶原纤维固化单宁膜吸附材料，系统研皮胶原纤维分子结构中存在大量的-NI-I：、一COOH及一OH，究了其对Hg2、

4、pb2+及UO2的吸附性能，结果表明其对水体中具有很高的反应活性，能够进行配位、酰化、硝化等化学反应，的Hg2、pb2+及UO，具有一定的吸附能力，并且吸附后的皮胶可与废水中多种有害物质结合以利于有害物质的除去，并且皮胶原纤维固化单宁膜可被0．1MHNO很好解吸，解吸后膜的吸附能原纤维亲水而不溶于水，在水中溶胀后呈分散状态，并且具有优力几乎不变。良的生物相容性和生物降解性，用来作为吸附剂处理废水不会对此外，研究人员从其他方面对皮胶原纤维基吸附剂进行了环境造成二次污染。本文将对国内外皮胶原纤维基吸附剂在废水改性。基于水合TiO对UO：具有较高的选择吸附性，Cheng处理中的

5、应用现状作简要介绍。Yuanmei等[1等基于水合TiO，对UO22+具有较高的吸附选择性将2．皮胶原纤维的结构及提取方法Ti负载在皮胶原纤维上制得皮胶原纤维负载钛吸附剂，并考察了皮胶原纤维是由胶原分子构成的超级网络。胶原分子微观结该吸附剂对氟铀废水中UO的吸附，结果表明，皮胶原纤维负构表现为三条O肽链形成的三股螺旋结构，每条a肽链的分子载钛吸附剂对UO，较强的吸附能力。量在105左右。其所含胶原主要为I型胶原，其肽链的氨基酸顺在专利CN102872806A中，雷春生[1则将啤酒酵母负载在序按(．Gly．x．Y_)重复排列(Gly一甘氨酸，x一常为脯氨酸，V一皮胶原纤维上

6、制备吸附剂，其基于啤酒酵母茵表面富含的氨基、有时为羟脯氨酸)，氨基酸的侧链基团排列在肽链的外侧，见图1。氨基、羧基而皮胶原纤维中富含羧基、羟基和肽键基团的结构三条a链构成一个胶原分子，4~8个胶原分子纵向排列形成一个特性，利用两者能与金属离子络合或吸附等性能，将两者结合初原纤维，多个初原纤维进一步聚集形成皮胶原纤维[2-3]o以达到更好的吸附效果。而王学川等在专利CN102744042A和CN1O2744o43A中从增加皮胶原纤维上的活性基团角度出发，分OHo／H2C~0别利用多胺基化合物与胶原纤维上羧基发生酰胺化反应以增加氨HH}{HV2H，基活性基团【】4】，以及采用

7、酸酐类化合物或乙醛酸对皮胶原纤维进OOH行羧基化改性以增加羧基活性基团[1，改性后的皮胶原纤维基吸附剂分别对Cr(VI)及Cr(III)具有较高的吸附选择性。图1I型胶原的肽链结构示意图上述金属离子在水中主要以阳离子形态存在，但是还有部分皮胶原纤维提取的方法主要有物理法、化学法及化学一物理金属离子在水中主要以阴离子形态存在，如钒离子v(V)在水中结合法。目前采用较多的提取方法是化学一物理结合法，即先将主要以H，V20，’、HVO42。等形态存在，而且许多高价金属离子对单皮革用酸或碱膨胀处理，使交织的胶原纤维蓬松，然后粉碎，再宁