混合膜从水中移除六价铬Word下载.docx
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铬亲缘关系有偏好Cl,、溴、NO2,SO32、NH3、氮气,RNH2,R3N,R2NH?
?
=N,CO-N-R,O2,O2,O22?
开发复杂的配体。
此外,在大自然中有不同的生物分子用来充当绑定功能基团与金属（表1）。
为能被观察,其中的一个总结,促进蛋白质与氨基酸、羧基（羧基含量（NH2）和sulfhydryl（SH）组（王建民和陈2009年）。
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
王建民与源改编自陈（2009）
使用一个新的吸附剂、角蛋白biofiber蛋白,是一种有希望的技术为重金属污染的水吸收（Kar和Misra学组。
2004;
Misra学组。
2002;
Martinez-Hernandez2008年）。
氨基酸是蛋白质的功能负责的化合物,是可以考虑的活性位点。
这些生物分子对金属，有机化合物和其他材料有一个自然的亲和力。
（Martí
ndezetal.2008;
Sayedetal.2005;
BanatandAl-Asheh2000）.，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（Kruppaetal.2006;
FarkasandSó
vá
gó
2002;
Baileyetal.1999;
Ritchieetal.1999）.
但有一个缺点是它biofiber角质蛋白密度低;
然而,在这个意义上说,可能蛋白质是之前它有一个优势,。
就是溶解蛋白质肽键和降低硫化物（在一个2-mercaptoethanol二硫脲试剂和浓缩方案）适度碱性pH值（Schrooyen孙俐。
2000年）。
这角蛋白溶液含有高量的游离氨基酸与不同官能团。
因此,角蛋白溶液可以被纳入高分子基体用来产生一种杂化材料（如膜）,从而允许一个不同的,多功能的系统,包括角蛋白提取鸡的羽毛。
膜分离系统已成为重要的污水处理技术。
这些材料在高技术领域发展的工业应用,如生物技术、纳米技术和膜的基础能源设备,除了各种不同的膜分离和提纯工艺先进的膜分离技术,特别是在新型材料,可使该技术更具有竞争力的与传统、高能源密集型、环境友好的不良和昂贵的过程（Nagarale孙俐。
2006年）。
摘要报道了利用混合膜biofiber合成聚氨酯和角蛋白的蛋白质学组。
（2010年）Saucedo-Rivalcoba吸附六价铬。
本文对其形态、多孔大小、力学性质、和金属吸收进行了讨论。
同时,为了知道官能团,发挥的重要的作用,在膜分离过程的之后吸附过程中用红外光谱进行了分析。
2实验
2.1材料
商业甲苯二异氰酸酯（TDI）和聚propilenglycol）（PPG）是由PlasticasPoliformas（墨西哥）提供。
（二）tetraacetic酸,Ethylenedinitrilo盐、脱水（EDTA）是来自J.T.贝克尿素、甲醛、磷酸三（2-mercaptoethanol）aminomethane、铬酸（K2Cr2O7）、硝酸（硝酸）、硫酸（硫酸）、磷酸（H3PO4）,氢氧化钠（氢氧化钠）、1、5-dipheniylcarbazide（1,5-diphenylcarbihydrazide）从西格玛奥德里奇购买的，透析膜光谱6-8000MWCO/未有取得了biofibers来自科尔帕和角蛋白（得到）全是鸡毛所提供的农业研究服务（沃尔特·
施密特,美国）。
2.2方法
2.2.1Biofiber羽毛角蛋白的制备
潮湿的羽毛都用乙醇洗和干燥,拥有干净的白色,消毒无味。
其次,羽毛都切成小块,其叶片由一台碎纸机粉碎。
一个空气流则是用来从角蛋白biofiber密集羽羽小枝分离馏分,是构成和一些倒钩碎片。
biofiber羽毛角蛋白的提取是应用于该研究中。
2.2.2角蛋白盐溶液
角蛋白是混合30克的解散了biofiber尿素溶液中98%、乙二胺四乙酸四8米3毫米2-mercaptoethanol125毫米90%,98%和磷酸三（200毫米）aminomethane甲醛在750cm397%的去离子水。
搅拌混合物在室温下是为24小时Schrooyen孙俐。
（2000）。
2.2.3,Dialyzed角蛋白溶液
dialyzed角质盐溶液是用MWCO6-8000膜和蒸馏水。
这水是16至24小时后放回原处,透析治疗的48小时后被拦住Schrooyen孙俐。
（2001年）。
Dialyzed溶液在4°
C被保存。
Biofibers2.2.4乙酸溶液
解决这个问题的这个方案是,0.5克biofiber混合在50cm3硫酸0.1N为10分钟室温。
很快使用合成polyurethane-biofiber酸膜
解决这个问题,0.5克biofiber混合在50cm3氢氧化钠0.1N为10分钟室温。
这个方案也可以用来合成polyurethane-biofiber立即碱性膜。
Polyurethane-Keratin和Polyurethane-Biofiber2.2.6款合成膜
反应合成的聚氨酯膜与角质盐溶液混合,PPGdialyzed角蛋白溶液酸的溶液和biofiber,biofiber碱性溶液。
膜在不同重量百分比合成角质,通过添加精密体积的角蛋白的解决方案的总质量的聚氨酯（PU）作为显示在表2。
角蛋白溶液的数量需要计算纯净的聚氨酯膜的最后的重量。
盐混合后用角蛋白、角蛋白分,biofiberdialyzed酸和biofiber碱液,TDI相补充说。
PPG/TDI比值的17位。
直到整个解混合液体,低粘度特性进行分析。
由此产生的混合料倒入聚四氟乙烯聚合反应完成的菜肴,而以后它被放置在一个封闭的腔,室温搁置24小时。
详细的形态学、热性能、化学结构与功能团的报道中发现这些膜Saucedo-Rivalcoba孙俐。
在别处（2010年）。
表2和polyurethane-biofibermembranesa命名为polyurethane-keratin
Keratinsaltmembranesnomenclature（wt.%）
Keratinsaltsolutionweight（g）
Keratindialyzedmembranesnomenclature（wt.%）
Keratindialyzedsolutionweight（g）
Acidbiofibermembranesnomenclature（wt.%）
Acidbiofibersolutionweight（g）
Alkalinebiofibermembranesnomenclature（wt.%）
Alkalinebiofibersolutionweight（g）
PUcoKES11
1.7
PUcoKED11
PUcoKAc11
PUcoKAL11
PUcoKES13
2.0
PUcoKED13
PUcoKAc13
PUcoKAL13
PUcoKES15
2.3
PUcoKED15
PUcoKAc15
PUcoKAL15
PUcoKES17
2.6
PUcoKED17
PUcoKAc17
PUcoKAL17
PUcoKES19
2.9
PUcoKED19
PUcoKAc19
PUcoKAL19
PUcoKES21
3.2
PUcoKED21
PUcoKAc21
PUcoKAL21
aNomenclature包括重量%的角蛋白溶液biofiber/聚氨酯或角蛋白溶液/聚氨酯。
例如,PucoKES11膜与11wt.%
2.2.7六价铬溶液
六价铬溶液的万分之一（部分）被准备每百万相应的重铬酸钾溶解盐在去离子水。
最后的pH值的调整进行了整个膜过滤实验开始前,这是保存在范围的pH值6-7。
六价铬浓度所决定的使用diphenylcarbazide比色法
2．3表征技术
都用扫描电子显微镜（SEM）在一个JEOL模型在20千伏SM-6060LV显微镜和高真空分析了合成膜。
分析了表面前膜形态,是用金vacuum-coated?
7点10×
2了涂布机使用氩在电学EMS550最终以120nm外套。
在一个现代谱进行了红外光谱仪的Bruker向量33（ATR）总反射率减模式,涵盖范围从400至4000厘米到32个在光谱分辨率的扫描1厘米。
为动态力学分析（DMA）膜进行了分析,利用动态机械分析仪（DMA）助教仪器的气氛298下氮在一个温度范围25-200°
C。
使用双悬臂钳和40-mm10毫米和样品厚度和5毫米宽。
这种薄膜的孔隙度进行N2吸附钾在Micrometrics77家,在那里ASAP2010表面积是一个记时的措施。
根据microporosityt-plot测体积的方法和mesoporeBJH的方法。
六价铬的量被确定,UV-spectrophotometer仪器使用Genesys新生隐球菌和量测到的540nm的波长。
2.4过滤系统
图1中指出了过滤系统。
耐溶剂的购买,从Millipore搅拌细胞（墨西哥）;
它的规格是列在表3。
今后,平均细胞将被任命为测试模块。
在这个系统中,影响其六价铬溶液在万分之一是通过在一个流量60cm3/分钟。
来自加料容器的顶部测试模块通过使用一个蠕动泵。
提出了Polyurethane-keratin膜和polyurethane-biofiber底部的测试模块。
所有的膜被切割的直径和厚度的4.7厘米,约4毫米。
通过和维护后影响之间的接触和细胞膜内的测试模块为0.01h、铬溶液出来从底部进入一个废水容器。
该系统在连续流程操作270分钟。
为了维护内部之间的压力和2.8条和一个0.7恒流量在这个实验中,一种氮气体流动传入反应器。
测试模块提供一个搅拌系统运行在100-200启/分钟,这有助于保持均匀的混合溶液,并避免膜面偏振。
Fig.
1
Filtrationsystem
Table
3
Solvent-resistantstirredcellspecifications
Characteristic
Specification
Cellcapacity
50
cm3
Stirredminimumvolume
2.5
Membranediameter
4.7
cm
Effectivemembranearea
17.3
cm2
Maximumoperatingpressure
6.2
bar
前六价铬的引入,过滤系统解决方案被置放在均衡的状态下。
去离子水大约30-60分钟喂养在测试模块;
改变平衡时间相关的同类型膜孔径大小和相关应用。
一旦该系统是在平衡状态下,六价铬的方法实现测试模块。
这被认为是出发点（T0）的连续流进口。
最大的饲料速度的跨膜表面大约0.06厘米/秒。
过滤系统被设计来操作的最大内压620帕。
根据膜多孔大小表现;
折扣价0.02（公分/秒）在5nm到0.08（cm/s帕）在一个规模从10~50nm。
2.5六价铬去除的分析方法
分析了解决方案的六价铬浓度为最初与最后在进口和出口流量的过滤系统。
是用来确定UV-spectrophotometer六价铬的浓度在μg/cm3）在影响或饲料的解决方案在T0。
一旦溶液注入未到测试模块在连续流动。
每30分钟样品已经从原来的出口溶液或废水尽头的系统。
在这些样品,我们也决定了与UV-spectrophotometer浓度的六价铬。
实现了这一操作周期。
期间为了知道270最低的去除内六价铬的吸附和膜。
3结果和讨论
3.1采用扫描电镜（SEM）对聚合物混合膜
膜的形态结构进行了研究,采用扫描电镜（SEM）和结果显示在无花果里。
图2和3。
如图的显微组织相容性。
图2反映了聚氨酯和蛋白质之间形成混合膜的债券。
这张图片还表明,该接枝角蛋白或biofiber溶液中起着很重要的作用”的结构安排。
膜细节的“吹”和“胶凝”现象发生在聚氨酯膜的形成已经报道的其他地方。
先前的报道,Saucedo-Rivalcoba孙俐。
（2010年）,研究影响的解决方案（盐或dialyzed角蛋白）对聚氨酯矩阵的形态和细胞的开放。
此外,本文也polyurethane-acid研究涉及的显微镜。
3g-ibiofiber膜（图）和polyurethane-alkalinebiofiber膜。
3j-l（图）。
在这些图片,显然,表面形态、细胞大小是受酸碱影响。
图2:
显微组织polyurethane-keratin角蛋白膜dialyzed盐、b、c碱性biofiber角朊酸溶液和dbiofiber解决方案,他们全部15wt.%
图三:
a-c膜的显微组织polyuretane-keratin盐、d-fpolyurethane-dialyzed角质,g-i乙酸溶液和j-lpolyurethane-biofiberbiofiberpolyurethane-alkaline解决方案
图3a-c显示在不同数量的聚氨酯膜角蛋白盐溶液,在高水平的尿素是部分膜表面。
当角质盐溶液是dialyzed（图）,数量。
3d-f尿素出席了表面都远远低于发现在polyurethane-keratin盐膜。
这表明,在消除透析过程中是非常有用的（尿素盐从溶液Schrooyen孙俐。
2001年）。
在另一方面,当biofiber是治疗。
3g-i乙酸溶液（图）,并纳入了聚氨酯矩阵。
提出了一种平面形态与气泡膜内壁上。
低数量的孔,来自"
打击"
反应步骤在聚氨酯合成,也观察到。
然而,当biofibers碱性溶液治疗上有3j-l（图）,。
平坦的表面多孔表面的改变。
因此,碱性蛋白质导致更高的治疗denaturalizationKar比酸处理（2004年）,和Misra兼容性问题,从而提高聚氨酯和biofibers联动。
分析3.2孔隙度膜
孔隙直径、孔径分布和体积膜数据都包括在表4。
它可以被观察到,有一种多孔膜的2-50nm范围大小,这让他们在mesopore范围（Leofanti孙俐。
1998年）。
在低数量的膜合成角蛋白（1.7,还有2.3g）目前纳米孔的尺寸。
当高数量的角蛋白增加（3.2克）、多孔性的大小有趋于开放多于50海里,尤其是当biofiber碱性和酸性处理下的解决方案。
这种影响的原因,可能会影响denaturalization在纤维表面的是蛋白质和在实际工作中,解决在聚氨酯矩阵。
更高的数量在膜的角蛋白溶液的扩张是相互联系的孔径大小。
此外,它也反映在了更大的表面积和mesopore的体积。
因此,孔隙度分析通过扫描电镜（SEM）观察证实了形态,这也表明角蛋白溶液中扮演一个重要的角色。
在膜孔、细胞大小,从而提高蒸馏通量。
表4polyurethane-keratin孔隙度资料的基础上,polyurethane-biofiber膜
Property
Membrane
11
wt.%
15
21
Poroussize（nm）
PUcoKES
24
5
9
PUcoKED
>
50
12
PUcoKAc
7
PUcoKAL
11
Area（cm2/g）
0.64
0.21
0.16
0.036
0.77
0.54
0.15
0.19
Notdetermined
1.01
2.63
0.17
Volume（cm3/g）
0.0039
0.00028
0.00070
0.00095
0.0012
0.0016
0.00027
0.00025
0.0035
0.0049
图4显示了静态吸附等温线的polyurethane-keratinbiofiber膜膜,并进行了介孔固体类型。
在较低的压力,在吸附过程中有关这个膜式分子单层的形成;
然而,在相对较高的压力、多层的发生。
mesopores吸附迅速增加,体积都充满着对低外部表面,这条路是联系在一起的发生缩合（洛厄尔毛孔学组。
图四:
一个polyuretane-keratin静态吸附等温线的膜polyurethane-dialyzed盐、b、cpolyurethane-acid角蛋白溶液和dpolyurethane-biofiberbiofiber碱性溶液
动态力学分析3.3
动态力学测量被用于评估粘弹性性能的混合膜。
动态力学性能的价值,总结了表5和6。
图5产量变化的动态力学分析聚氨酯:
logE’andlogtangδvs.温度
图6E'
的polyurethane-keratin盐、b、cpolyurethane-acid角蛋白polyurethane-dialyzedbiofiber和dpolyurethane-alkaline膜
图7唐δ的polyurethane-keratin盐、b、cpolyurethane-acid角蛋白polyurethane-dialyzedbiofiber和dpolyurethane-alkaline膜
表5的动态力学性能在30°
C的纯聚氨酯预聚体、polyurethane-keratin和polyurethane-biofiber膜
E’（MPa）
Tangδ
PU
27.717
0.141
0.796
0.176
0.973
0.187
1.794
0.169
0.604
0.199
1.026
0.177
0.773
0.173
1.560
0.163
4.075
0.148
1.832
0.120
3.400
0.140
1.108
0.132
2.465
0.130
0.675
0.135
7.314
3.632
0.178
0.764
0.119
5.137
0.171
0.496
0.127
0.420
0.112
0.547
0.124
0.551
0.123
0.871
0.115
1.119
0.126
0.698
0.128
表6δ）阻尼（唐的纯聚氨酯预聚体、热转变polyurethane-keratin和polyurethane-biofiber膜
Thermaltransition（°
C）
114
0.340
72
0.329
142
0.396
108
0.305
171
0.397
109
0.325
170
0.383
87
0.275
178
0.332
92
0.268
179
0.389
101
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