蛋白质的侧基修饰方法研究

以明胶作为皮胶原模拟物,以甲醇、二碳酸二叔丁酯((Boc)2O)作为封端剂分别封闭明胶的羧基、氨基,并用FT-IR、等电点(PI)和总碳含量(TOC)等对未改性明胶、羧基封闭明胶、氨基封闭明胶分别进行结构和性能表征。结果显示,甲醇、(Boc)2O与明胶反应后分别有酯键、酰胺键生成;羧基封闭的明胶等电点由未改性明胶的4.8上升到6.2,而氨基封闭的明胶等电点则下降到3.6;未改性明胶、羧基封闭明胶、氨基封闭明胶单位体积的总C含量分别是41.48、46.46、48.96 mg/L,羧基封闭明胶和氨基封闭明胶总有机碳含量都高于未改性明胶,表明明胶的羧基、氨基分别被封闭。

蛋白质在离子液体中的溶解特性研究

合成了离子液体-1-丁基-3-甲基氯代咪唑([BMIM]Cl),以此作为溶剂,研究了3种不同蛋白质:明胶、酪素、皮胶原在其中的溶解行为及再生前后的结构与热稳定性的变化。结果表明:明胶、酪素、皮粉在[BMIM]Cl中均能溶解,在相同温度下,不同蛋白质在[BMIM]Cl中的溶解度不同,且蛋白质在[BMIM]Cl中的溶解度随温度的升高增大;所得蛋白质-[BMIM]Cl溶液的黏度随浓度的增加而逐渐增大;FT-IR、XRD、TG分析结果表明,明胶、酪素溶解前后其结构和热稳定性能都未发生明显变化,皮胶原的热稳定性能略有下降。

胶原羧基含量对铬吸收性能影响的研究

用氯乙酸对皮粉进行接枝改性以提高胶原羧基含量,研究胶原羧基含量对铬吸收率的影响。结果表明:在303K,pH值为4.0条件下,与空白样相比,改性皮粉对铬吸收量w(Cr3+)/w(皮粉)从14.01mg/g提高至22.31mg/g。在pH值为4.0,298、303、308、313、318K条件下,改性皮粉对铬的吸收量分别为20.74、22.31、24.80、27.27、34.65mg/g,升高温度有利于铬的吸收。根据高吸收机理可知:氯乙酸与胶原上的氨基发生化学反应,将羧基引入胶原分子链中,则在吸收过程中,氯乙酸引入的羧基与胶原原有的羧基共同与三价铬配位,从而增进了铬的吸收。

以硅化学为基础的环境友好制革技术研究(续)

研究了以硅化学为基础的环境友好制革技术,包括以含酶可溶性硅酸盐用于浸灰以及纳米SiO2鞣剂用于鞣制,并对成革性能及该工艺的环境友好性进行了评价,结果表明:替代型浸灰剂用于羊皮的浸灰时皮纤维达到适度膨胀,并且成革物理机械性能及湿热稳定性均高于行业无铬鞣标准。以硅化学为基础的制革工艺用水量、废液排放量及化工材料耗用量均低于传统工艺;该工艺废液中的总固含量(TS)、总氮含量(TNC)、BOD值和COD值,分别比传统工艺降低了72%、55%、45%和31%,并且废液的可生物降解性优于传统工艺;该制革工艺中未使用铬,其成革及废(液)渣中均不含重金属铬,实现了铬的零排放,从源头防止了铬污染的产生,同时易于制革固体废弃物的回收利用。

以硅化学为基础的环境友好制革技术研究(续)

研究了以硅化学为基础的环境友好制革技术,包括以含酶可溶性硅酸盐用于浸灰以及纳米SiO2鞣剂用于鞣制,并对成革性能及该工艺的环境友好性进行了评价,结果表明:替代型浸灰剂用于羊皮的浸灰时皮纤维达到适度膨胀,并且成革物理机械性能及湿热稳定性均高于行业无铬鞣标准。以硅化学为基础的制革工艺用水量、废液排放量及化工材料耗用量均低于传统工艺;该工艺废液中的总固含量(TS)、总氮含量(TNC)、BOD值和COD值,分别比传统工艺降低了72%、55%、45%和31%,并且废液的可生物降解性优于传统工艺;该制革工艺中未使用铬,其成革及废(液)渣中均不含重金属铬,实现了铬的零排放,从源头防止了铬污染的产生,同时易于制革固体废弃物的回收利用。

以硅化学为基础的环境友好制革技术研究

研究了以硅化学为基础的环境友好制革技术,包括以含酶可溶性硅酸盐用于浸灰以及纳米SiO2鞣剂用于鞣制,并对成革性能及该工艺的环境友好性进行了评价,结果表明:替代型浸灰剂用于羊皮的浸灰时皮纤维达到适度膨胀,并且成革物理机械性能及湿热稳定性均高于行业无铬鞣标准。以硅化学为基础的制革工艺用水量、废液排放量及化工材料耗用量均低于传统工艺;该工艺废液中的总固含量(TS)、总氮含量(TNC)、BOD值和COD值,分别比传统工艺降低了72%、55%、45%和31%,并且废液的可生物降解性优于传统工艺;该制革工艺中未使用铬,其成革及废(液)渣中均不含重金属铬,实现了铬的零排放,从源头防止了铬污染的产生,同时易于制革固体废弃物的回收利用。

纳米复合鞣剂的性能及生物可降解性研究

通过将亲水改性天然动、植物油脂(菜籽油和鱼油)中加入纳米前驱体(硅酸酯),制备了纳米复合鞣剂。测定了纳米复合鞣剂的稳定性以及分散载体的乳化和耐酸耐电解质稳定性,并测定了纳米复合鞣剂鞣制的成革的热稳定性和柔软性。最后用生化呼吸曲线法和BOD5/COD法定性分析,纳米复合鞣剂在活性污泥作用下的好氧生物降解特性,同时用降解5d的COD及TOC去除率,定量表征纳米复合鞣剂的生物降解性。试验结果表明:分散载体的乳化及耐酸耐电解质性能较好,纳米复合鞣剂的稳定性好;1000mg/L的纳米复合鞣剂溶液生化呼吸曲线在内源呼吸线之上、BOD5/COD值大于0.45、降解5d后的COD去除率为93.45%、TOC去除率为89.08%,表明纳米复合鞣剂的生物降解性能良好,是一种环境友好的鞣革材料。

水在铬鞣、染色中的作用研究

以超临界CO2流体和水作为介质,对比研究水在鞣革和染色过程中的作用。结果表明:在完全无水的超临界CO2流体中,铬鞣剂和染料渗透不均匀,结合量低、结合牢度差,鞣剂的鞣制效应差;少量水的存在,能增进铬鞣剂和染料的吸收率和结合牢度,铬鞣剂能发生原位水解配聚作用,成革收缩温度高;与水相中的铬鞣和染色相比,由于非极性CO2分子的离间作用,水的占位效应和竞争反应减弱,铬鞣剂和染料分子在超临界CO2流体中的渗透速度快,鞣制和染色时间缩短。

非水介质中胶原的侧基修饰方法研究

将合成的离子液体作为反应介质,以明胶作为皮胶原模拟物,分别加入改性剂引入和封闭明胶的氨基和羧基,并通过红外(FT-IR)、等电点(PI)、总碳含量(TOC)和热重分析(TG)等方法分别对修饰前后明胶的结构和性能进行了表征。结果显示,修饰后明胶的氨基和羧基含量发生了明显变化;氨基增加、封闭明胶和羧基增加、封闭明胶总碳含量分别提高了14.7%、20.5%和33.2%、9.6%;未改性明胶等电点为4.8,氨基增加和羧基封闭明胶的等电点分别上升到7.1和6.4,氨基封闭和羧基增加明胶的等电点分别下降为3.2和2.2;氨基增加、封闭明胶和羧基增加、封闭明胶5%的热失重温度由109.4℃分别变化到160.4℃、93.5℃和196.4℃、106.3℃,上述研究表明胶原的侧基在离子液体中易于被修饰。

N,N-双(2-羟基-5-氯苄基)-正丁胺与牛血清白蛋白相互作用的研究

在不同温度下,研究了N,N-双(2-羟基-5-氯苄基)-正丁胺(HN)作用于牛血清白蛋白(BSA)的荧光猝灭光谱,同步荧光光谱.结果表明:HN可以形成HN-BSA复合物,还可以对牛血清白蛋白的荧光强度进行强烈猝灭,它的荧光猝灭的机理是动态猝灭.在此基础上计算了二者相互作用的结合常数、结合位点数及ΔH,ΔG,ΔS等热力学参数.结果表明HN与BSA以1:1结合,其反应主要是熵驱动的疏水作用力.