熒光角蛋白納米纖維制備及其應用性能研究.pdf

1、近些年，廢棄物的再生利用越來越來引起重視，本文基于對廢棄的人發(fā)進行處理、再生，得到再生人發(fā)角蛋白，并將其高值化利用于環(huán)境工程領域。課題具體從三個方面實施：
　　(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、溶解時間、溶解pH值、L-半胱氨酸濃度和尿素濃度的單因素實驗，結果證明，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，但提取率會有最佳條件，即為：溶解溫度851、溶解時間10 h、

2、溶解pH值為12、L-半胱氨酸濃度為0.248 M。在尿素單因素實驗中，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時這種變化趨勢明顯減弱，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檢測重均分子量為36 kDa，并對再生角蛋白的FTIR-ATR、XRD、Raman和 C譜做了綜合分析，得出再生過程中，角蛋白從！-螺旋結構部分轉變?yōu)椋?/p>

3、-折疊結構。
　　(2)本實驗采用靜電紡絲制備角蛋白/聚己內酯納米纖維混合膜，當人發(fā)角蛋白的含量從0增加到60%，紡絲液的電導率從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，對應的納米纖維的直徑也隨之從365 n m降至85 n m。另外，對纖維膜的應用性能進行測試，其強力從12.91 M P a降低到2.31 MPa，斷裂伸長率從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酯膜，在20 s內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。在對該材料進行X R D和FTIR-ATR分析時，得出機械強力的降低主要是由于角蛋白含量增加導致混合納米纖維的結晶度下降。因此，選擇人發(fā)角蛋白/聚己內酯的紡絲比例為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，并利用超聲法制備熒光納米纖維膜，通過測試熒光納米纖維膜的熒光光譜、掃描電鏡和EDS證明吸附過程具有最佳濃度0.05 M，在該濃度下，超聲時間5 min得到的熒光納米纖維膜表面吸附有大量的ZnO NPs，Z n元素含量達到11.65%，且纖維形態(tài)保留完整，熒光發(fā)射強。進一步測試處理后膜的靜態(tài)水接觸角，證實相較于未處理的纖維膜，親水性更好。且 X射線衍射測試表

6、明，ZnO N P s在表面的吸附不會改變膜的結晶結構，更不會引起降解，這說明，材料的力學性能得到了很好的保留。測試了纖維膜的紫外可見光吸收，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)時焚光完全不可見，Sb2+溶液中，100 ppb(