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通过聚氨酯-角蛋白混合膜去除水中的六价铬 作者：V. Saucedo-Rivalcoba A. L. Martínez-Hernández G. Martínez-Barrera C. Velasco-Santos J. L. Rivera-Armenta V. M. Casta?o [摘要]：本文采用一种多孔的聚氨酯-角蛋白混合膜对六价铬的去除进行了可行性研究。从鸡的羽毛中提取的角蛋白中纳入到合成聚氨酯聚合物，用来合成混合膜。角蛋白对蛋白质到生物纤维Cr(VI)和聚氨酯提供活性位点，扮演一个重要的支撑角色。同时,聚氨酯——角蛋白合成生物纤维膜。对从鸡毛中获得的生物纤维进行修改，以激活其表面活性。在膜的有效孔隙不到50nm,这些材料在2nm到50nm的范围。用扫描电子显微镜(SEM)方法研究了膜的形态和机械动力学分析(DMA)来评估其粘弹性性能。NH, C=O, S–S和C–S通过傅里叶变换红外(FTIR)分析确定作为角蛋白的官能团,参与了连接的六价铬吸附。Cr(VI)的吸附在连续流量低接触时间的条件下进行了过滤系统；最大清除达到38%时铬溶液是中性pH。结果表明,吸附过程和角蛋白的等电点有关。在官能团的作用下，等电点以上的pH角蛋白溶液带来了重金属更高的吸附,而低pH值,导致轻微吸附。根据分析结果,从羽毛中萃取的角蛋白是一种天然的吸附剂,可以掺于到合成聚合物，以开发新的膜和提高其在重金属分离的应用。 [关键词]：角蛋白 生物纤维 生物吸附 官能团 膜 铬 介绍 虽然，由于污染废水排放的有毒重金属铬受法律的严格控制，由于它的作用，不断增加的工业生产的有毒六价铬的种类是普遍的。铬酸盐是用在一些行业:金属酸洗、电镀、阳极氧化、铝铬合金、制革、电镀(CrO3) (Wang and Chung 2006)，工业染料和涂料，油墨(Aksu et al. 2002)的制造。应该开发一种有效方法, 可以减少重金属浓度到可以接受的水平，同时也经济实惠。如今,传统的方法去除铬(VI)有化学沉淀法、离子交换法、过滤、电化学治疗、蒸发恢复(Aksu et al.2002), 絮凝法(Brostow et al.2009)、吸附法、溶剂萃取法和膜分离(Wang and Chung2006; Pugazhenthi and Kumar2005)。尽管如此,这些高科技工艺有明显的缺点包括不能完全的去除重金属、昂贵的过程、高试剂或能量的需求和代谢废物需要处置 (Aksu et al.2002)。 近年来, 应用生物技术控制盒消除重金属污染已经逐渐成为重金属污染领域的一个选择。在这一领域的重金属污染的控制，应用生物技术在控制和去除重金属污染已逐渐成为一个选择。一种替代方法是吸附,利用自然材料以除去溶液中重金属或准重金属,化合物或颗粒微粒。生物吸附剂举要金属螯合性能，可以用来降低溶液中重金属离子的浓度。生物吸附是一个复杂的过程,其中涉及到能够形成金属结合的官能团。铬的亲和力有偏好，Cl?,Br?,N3?,NO2?,SO32?,NH3,N2,RNH2,R2NH, R3N,=N?,?CO–N–R, O2? ,O22?来开发复杂的配体。此外,在大自然中有不同的生物分子用作为官能团和不同的金属结合 (表1)。如可以观察到的，这些生物分子中的一个是蛋白质，它由羧基、氨基、和巯基组成(Wang and Chen2009)。 表1官能团在自然生物分子 羟基 酒精、碳水化合物 羧基 脂肪酸、蛋白质、有机酸 氨基 蛋白质,核酸 酯 脂质 Sulfhydryl 半胱氨酸,蛋白质(氨基酸) 羰基、终端 醛、多糖 羰基内部 　酮、多糖 　磷酸盐 DNA、RNA、ATP 采用了全新的生物吸附剂的角蛋白生物纤维蛋白质，在吸收污染水中的重金属方面是一种有前途的技术(Kar and Misra 2004; Misra et al.2002; Martínez-Hernández et al. 2008).。 氨基酸负责是蛋白质的功能的化合物,并且也可以视为活性位点。这些生物分子对金属，有机化合物和其他材料有一种天然的亲和力(Martínez-Hernández et al.2008; Sayed et al. 2005; Banat and Al-Asheh 2000)。一般来说,蛋白质显示的几种化学基团,可以用作有效的活性位点,可以用来除去一些有毒废弃物(Kruppa et al.2006; Farkas and Sóvágó 2002; Bailey et al. 1999; Ritchie et al.1999)。 这个生物纤维角蛋白的一个缺点是密度低; 然而,在某种意义上说这也是优点，蛋白质可以溶解。适度碱性pH的条件下，蛋白质可以通过打破肽