基于废弃皮胶原改性的甲醛捕获剂的制备及其捕获行为的研究
发布时间：2022-07-07 14:42
皮革工业在我国经济中占有重要地位。但是皮革行业在创造显著经济效益的同时,也产生了相应的污染物。随着资源、环境等全球性生态问题的日益严峻,皮革工业正面临着“可持续发展”战略的挑战。因此,皮革废弃物的资源化利用已成为国内外制革者和环境保护工作者关注和致力研究的重要课题之一。皮革边角料是一种富含蛋白质的廉价的工业原料,为该废弃物寻找适宜有效的应用途径,研制开发高附加值的产品,既能够充分利用资源,同时也是环境保护之必须。甲醛是一种普遍存在的空气污染物,主要是建筑、室内装修所用材料造成的。此外,在化妆品、烟草、纺织物和皮革中也有甲醛的存在,而且甲醛的释放是一个持续缓慢的过程。甲醛的治理方法主要有物理吸附法、光催化氧化法、低温等离子体催化降解法、化学吸收法等。简单易行的化学吸收法是通过化学反应将甲醛转化成无害的物质,以消除空气中的甲醛。甲醛是一种具有较高毒性的破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物,能与蛋白质的氨基结合,使蛋白质变性凝固,利用甲醛的这一性质,并结合皮革工业的现状,利用胶原蛋白上的氨基与甲醛发生反应以达到捕获甲醛的目的,并研究其与甲醛的反应特性。希望能够为皮革废弃物的利用找到新的利用途径,对...
【文章页数】：241 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 文献综述
1.1 甲醛的性质和危害
1.2 甲醛的来源
1.2.1 食品中的甲醛污染来源
1.2.2 纺织品中的甲醛污染来源
1.2.3 室内甲醛污染的来源
1.2.4 医疗中甲醛来源
1.3 甲醛测定方法
1.3.1 乙酰丙酮法
1.3.2 色谱法
1.3.3 变色酸法(CAT法)
1.3.4 酚试剂法(MBTH)
1.3.5 副品红法(PRA)
1.3.6 溴酸钾-次甲基蓝法
1.3.7 仪器法
1.4 甲醛捕获剂的种类
1.4.1 氨或氨基衍生物
1.4.2 强氧化性物质
1.4.3 含α-氢的化合物
1.4.4 丹宁、淀粉、酪素或其他天然物质
1.4.5 多孔无机吸附材料
1.4.6 催化降解类甲醛捕获剂
1.5 胶原
1.5.1 胶原的结构
1.5.2 胶原蛋白的改性
1.5.3 皮胶原的资源化利用
1.6 课题的提出
2 膦鞣革屑中胶原蛋白的提取
2.1 主要试剂和仪器
2.2 实验方法
2.2.1 水分含量测定
2.2.2 碱法提取
2.2.3 酸法提取
2.2.4 酶法提取
2.2.5 胶原蛋白的提取
2.2.6 市售明胶的水解
2.3 分析表征
2.3.1 多媒体显微镜观察水解情况
2.3.2 红外分析
2.3.3 凝胶渗透色谱分析
2.3.4 扫描电镜(SEM)观察
2.3.5 DSC分析
2.4 结果与讨论
2.4.1 酸、碱、酶法的水解效果对比
2.4.2 酶法水解革屑的效果对比
2.4.3 碱性蛋白酶水解革屑单因素实验
2.4.4 碱—酶两步法水解条件的优化
2.4.5 表征结果
2.5 小结
3. 铬鞣革屑中明胶的提取及其深度水解研究
3.1 主要试剂和仪器
3.2 铬革屑的理化分析
3.2.1 水份及其挥发物含量的测定
3.2.2 灰分的测定
3.2.3 皮质的测定
3.2.4 pH的测定
3.2.5 Cr_2O_3含量的测定
3.3 实验方法
3.3.1 碱法水解
3.3.2 碱—酶水解法
3.4 明胶的分析
3.4.1 黏度的测定
3.4.2 总铬含量测定
3.4.3 等电点的测定
3.4.4 分析检测
3.5 结果与讨论
3.5.1 铬革屑的理化分析结果
3.5.2 铬鞣革屑提取胶原蛋白的实验分析
3.5.3 几种方法的对比
3.5.4 碱法水解
3.5.5 碱—酶两步法水解
3.5.6 模型的建立
3.6 明胶深度水解的研究
3.6.1 实验方法
3.6.2 结果与讨论
3.6.3 碱性蛋白酶水解条件的优化
3.6.4 双酶协同水解
3.6.5 提取的明胶的红外谱图
3.6.6 相对分子质量的测定
3.7 小结
3.7.1 铬鞣革屑的水解
3.7.2 深度水解
4 乙二胺改性胶原蛋白的研究
4.1 主要试剂和仪器设备
4.2 实验方法
4.2.1 胶原蛋白中氨基含量的测定
4.2.2 甲醛去除率的测定
4.2.3 胶原蛋白的改性
4.2.4 伯氨基含量的测定
4.2.5 水溶性的测定
4.2.6 实验流程图
4.3 分析表征
4.3.1 红外分析
4.3.2 凝胶渗透色谱分析
4.3.3 氨基酸分析
4.3.4 DSC分析
4.3.5 核磁共振氢谱分析
4.4 结果与讨论
4.4.1 单因素实验
4.4.2 氨基化改性的正交实验
4.4.3 改性前后胶原蛋白的氨基含量
4.4.4 氨基化胶原蛋白(EAC)的水溶性
4.4.5 红外光谱分析
4.4.6 凝胶渗透色谱分析
4.4.7 ~1H-NMR分析
4.4.8 氨基酸分析
4.4.9 DSC分析结果
4.5 结论
4.5.1 氨基化胶原蛋白的条件优化
4.5.2 FT-IR和GPC分析
4.5.3 氨基酸和DSC分析
4.5.4 ~1H-NMR分析
5 二乙烯三胺改性胶原蛋白
5.1 主要试剂和仪器设备
5.2 实验方法
5.2.1 胶原蛋白的改性
5.2.3 水溶性的测定
5.2.4 黏度的测定
5.2.5 FT-IR检测
5.2.6 GPC分析
5.2.7 氨基酸分析
5.2.8 DSC检测
5.2.9 ~1H-NMR检测
5.3 结果与讨论
5.3.1 溶剂法
5.3.2 真空法
5.4 分析表征
5.4.1 水溶性
5.4.2 红外光谱(FT-IR)分析
5.4.3 GPC分析
5.4.4 ~1H-NMR分析
5.4.5 DSC分析结果
5.5 结论
6 甲醛捕获剂的应用研究
6.1 主要试剂和仪器设备
6.2 实验方法
6.2.1 在皮革中的应用
6.2.2 测定皮样中的游离甲醛含量
6.2.3 脲醛树脂中游离甲醛的测定
6.3 结果与讨论
6.3.1 在皮革中的应用
6.3.2 在模拟空气中的应用效果
6.3.3 在脲醛树脂中的应用
6.4 结论
7 吸收甲醛的反应动力学研究
7.1 实验方法
7.1.1 EAC与甲醛的反应
7.1.2 反应动力学实验
7.2 结果与讨论
7.2.1 液相中的反应动力学
7.2.2 模拟空气中的反应动力学
7.2.3 胶原蛋白在家具除醛中的应用
7.3 小结
8 结论
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用膦鞣革屑制备胶原蛋白类除醛剂[J]. 王学川,任龙芳,强涛涛,李妍娜. 精细化工. 2008(07)
[2]甲醛捕获剂的研究进展及其发展前景[J]. 王学川,任龙芳,强涛涛. 中国皮革. 2008(11)
[3]郑州市新装修房室内空气中甲醛污染状况分析[J]. 刘文霞,李晞,李品品. 河南科学. 2008(05)
[4]铬革屑做还原剂制备铬鞣剂碱度控制[J]. 程凤侠. 嘉兴学院学报. 2008(03)
[5]室内空气中甲醛快速检测的研究[J]. 谭和平,方正,马天,曾令平. 计量学报. 2008(02)
[6]TiO2/ACF复合材料吸附-光催化降解甲醛的实验研究[J]. 徐敏,何满潮,王岩,闵延琴,武成杰. 中国安全生产科学技术. 2008(02)
[7]茶多酚与甲醛的反应特性研究[J]. 励建荣,俞其林,胡子豪,朱军莉,贾佳. 中国食品学报. 2008(02)
[8]室内甲醛污染的来源及控制技术[J]. 陈群玉. 资源与人居环境. 2008(06)
[9]利用茶叶水对胶合板甲醛含量控制及相关性能影响研究[J]. 王金权,胡涛,马喜君,陈彬,罗建中,朱又春. 环境工程. 2008(01)
[10]居室内甲醛污染现状及控制措施[J]. 冯伟,孟燕. 科技信息(学术研究). 2008(05)
博士论文
[1]胶原蛋白肽生物功能材料的研究与开发[D]. 张小燕.西北工业大学 2006
[2]鱼皮胶原蛋白的制备及胶原蛋白多肽活性的研究[D]. 林琳.中国海洋大学 2006
[3]甲醛吸入染毒致大鼠肺损伤的蛋白质组学研究[D]. 杨玉花.中国人民解放军军事医学科学院 2005
[4]聚醚砜（PES）改性血液相容性材料的制备及相关生物学特性研究[D]. 侯长军.重庆大学 2004
[5]基于皮胶原纤维的吸附材料制备及吸附特性研究[D]. 廖学品.四川大学 2004
[6]制革废弃物提取的胶原特性及与多糖共混生物膜材料的研究[D]. 王碧.四川大学 2003
[7]甲壳素脱乙酰化动力学及壳聚糖在抗菌染色中的应用研究[D]. 张子涛.东华大学 2003
[8]氨基化明胶的性能及在鼻粘膜给药的应用研究[D]. 王健.沈阳药科大学 2002
硕士论文
[1]草鱼鱼鳞胶原蛋白的提取及特性研究[D]. 金成.华中农业大学 2005
[2]超声波加速胰蛋白酶反应及其机理的探讨[D]. 朱少娟.江南大学 2004
[3]几种主要淡水鱼胶原蛋白的制备及其特性研究[D]. 张联英.中国海洋大学 2004
[4]胶原的提取及其复合纺丝液的制备[D]. 周文常.四川大学 2004
[5]鸡皮明胶的制备及性质研究[D]. 邓海燕.福建农林大学 2004
[6]从废弃铬鞣皮屑中提取胶原蛋白类水解物的研究[D]. 裴海燕.郑州大学 2002
[7]利用铬革屑提取胶原蛋白及其在创伤敷料中的应用[D]. 潘志娟.四川大学 2002
本文编号：3656609
【文章页数】：241 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 文献综述
1.1 甲醛的性质和危害
1.2 甲醛的来源
1.2.1 食品中的甲醛污染来源
1.2.2 纺织品中的甲醛污染来源
1.2.3 室内甲醛污染的来源
1.2.4 医疗中甲醛来源
1.3 甲醛测定方法
1.3.1 乙酰丙酮法
1.3.2 色谱法
1.3.3 变色酸法(CAT法)
1.3.4 酚试剂法(MBTH)
1.3.5 副品红法(PRA)
1.3.6 溴酸钾-次甲基蓝法
1.3.7 仪器法
1.4 甲醛捕获剂的种类
1.4.1 氨或氨基衍生物
1.4.2 强氧化性物质
1.4.3 含α-氢的化合物
1.4.4 丹宁、淀粉、酪素或其他天然物质
1.4.5 多孔无机吸附材料
1.4.6 催化降解类甲醛捕获剂
1.5 胶原
1.5.1 胶原的结构
1.5.2 胶原蛋白的改性
1.5.3 皮胶原的资源化利用
1.6 课题的提出
2 膦鞣革屑中胶原蛋白的提取
2.1 主要试剂和仪器
2.2 实验方法
2.2.1 水分含量测定
2.2.2 碱法提取
2.2.3 酸法提取
2.2.4 酶法提取
2.2.5 胶原蛋白的提取
2.2.6 市售明胶的水解
2.3 分析表征
2.3.1 多媒体显微镜观察水解情况
2.3.2 红外分析
2.3.3 凝胶渗透色谱分析
2.3.4 扫描电镜(SEM)观察
2.3.5 DSC分析
2.4 结果与讨论
2.4.1 酸、碱、酶法的水解效果对比
2.4.2 酶法水解革屑的效果对比
2.4.3 碱性蛋白酶水解革屑单因素实验
2.4.4 碱—酶两步法水解条件的优化
2.4.5 表征结果
2.5 小结
3. 铬鞣革屑中明胶的提取及其深度水解研究
3.1 主要试剂和仪器
3.2 铬革屑的理化分析
3.2.1 水份及其挥发物含量的测定
3.2.2 灰分的测定
3.2.3 皮质的测定
3.2.4 pH的测定
3.2.5 Cr_2O_3含量的测定
3.3 实验方法
3.3.1 碱法水解
3.3.2 碱—酶水解法
3.4 明胶的分析
3.4.1 黏度的测定
3.4.2 总铬含量测定
3.4.3 等电点的测定
3.4.4 分析检测
3.5 结果与讨论
3.5.1 铬革屑的理化分析结果
3.5.2 铬鞣革屑提取胶原蛋白的实验分析
3.5.3 几种方法的对比
3.5.4 碱法水解
3.5.5 碱—酶两步法水解
3.5.6 模型的建立
3.6 明胶深度水解的研究
3.6.1 实验方法
3.6.2 结果与讨论
3.6.3 碱性蛋白酶水解条件的优化
3.6.4 双酶协同水解
3.6.5 提取的明胶的红外谱图
3.6.6 相对分子质量的测定
3.7 小结
3.7.1 铬鞣革屑的水解
3.7.2 深度水解
4 乙二胺改性胶原蛋白的研究
4.1 主要试剂和仪器设备
4.2 实验方法
4.2.1 胶原蛋白中氨基含量的测定
4.2.2 甲醛去除率的测定
4.2.3 胶原蛋白的改性
4.2.4 伯氨基含量的测定
4.2.5 水溶性的测定
4.2.6 实验流程图
4.3 分析表征
4.3.1 红外分析
4.3.2 凝胶渗透色谱分析
4.3.3 氨基酸分析
4.3.4 DSC分析
4.3.5 核磁共振氢谱分析
4.4 结果与讨论
4.4.1 单因素实验
4.4.2 氨基化改性的正交实验
4.4.3 改性前后胶原蛋白的氨基含量
4.4.4 氨基化胶原蛋白(EAC)的水溶性
4.4.5 红外光谱分析
4.4.6 凝胶渗透色谱分析
4.4.7 ~1H-NMR分析
4.4.8 氨基酸分析
4.4.9 DSC分析结果
4.5 结论
4.5.1 氨基化胶原蛋白的条件优化
4.5.2 FT-IR和GPC分析
4.5.3 氨基酸和DSC分析
4.5.4 ~1H-NMR分析
5 二乙烯三胺改性胶原蛋白
5.1 主要试剂和仪器设备
5.2 实验方法
5.2.1 胶原蛋白的改性
5.2.3 水溶性的测定
5.2.4 黏度的测定
5.2.5 FT-IR检测
5.2.6 GPC分析
5.2.7 氨基酸分析
5.2.8 DSC检测
5.2.9 ~1H-NMR检测
5.3 结果与讨论
5.3.1 溶剂法
5.3.2 真空法
5.4 分析表征
5.4.1 水溶性
5.4.2 红外光谱(FT-IR)分析
5.4.3 GPC分析
5.4.4 ~1H-NMR分析
5.4.5 DSC分析结果
5.5 结论
6 甲醛捕获剂的应用研究
6.1 主要试剂和仪器设备
6.2 实验方法
6.2.1 在皮革中的应用
6.2.2 测定皮样中的游离甲醛含量
6.2.3 脲醛树脂中游离甲醛的测定
6.3 结果与讨论
6.3.1 在皮革中的应用
6.3.2 在模拟空气中的应用效果
6.3.3 在脲醛树脂中的应用
6.4 结论
7 吸收甲醛的反应动力学研究
7.1 实验方法
7.1.1 EAC与甲醛的反应
7.1.2 反应动力学实验
7.2 结果与讨论
7.2.1 液相中的反应动力学
7.2.2 模拟空气中的反应动力学
7.2.3 胶原蛋白在家具除醛中的应用
7.3 小结
8 结论
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用膦鞣革屑制备胶原蛋白类除醛剂[J]. 王学川,任龙芳,强涛涛,李妍娜. 精细化工. 2008(07)
[2]甲醛捕获剂的研究进展及其发展前景[J]. 王学川,任龙芳,强涛涛. 中国皮革. 2008(11)
[3]郑州市新装修房室内空气中甲醛污染状况分析[J]. 刘文霞,李晞,李品品. 河南科学. 2008(05)
[4]铬革屑做还原剂制备铬鞣剂碱度控制[J]. 程凤侠. 嘉兴学院学报. 2008(03)
[5]室内空气中甲醛快速检测的研究[J]. 谭和平,方正,马天,曾令平. 计量学报. 2008(02)
[6]TiO2/ACF复合材料吸附-光催化降解甲醛的实验研究[J]. 徐敏,何满潮,王岩,闵延琴,武成杰. 中国安全生产科学技术. 2008(02)
[7]茶多酚与甲醛的反应特性研究[J]. 励建荣,俞其林,胡子豪,朱军莉,贾佳. 中国食品学报. 2008(02)
[8]室内甲醛污染的来源及控制技术[J]. 陈群玉. 资源与人居环境. 2008(06)
[9]利用茶叶水对胶合板甲醛含量控制及相关性能影响研究[J]. 王金权,胡涛,马喜君,陈彬,罗建中,朱又春. 环境工程. 2008(01)
[10]居室内甲醛污染现状及控制措施[J]. 冯伟,孟燕. 科技信息(学术研究). 2008(05)
博士论文
[1]胶原蛋白肽生物功能材料的研究与开发[D]. 张小燕.西北工业大学 2006
[2]鱼皮胶原蛋白的制备及胶原蛋白多肽活性的研究[D]. 林琳.中国海洋大学 2006
[3]甲醛吸入染毒致大鼠肺损伤的蛋白质组学研究[D]. 杨玉花.中国人民解放军军事医学科学院 2005
[4]聚醚砜（PES）改性血液相容性材料的制备及相关生物学特性研究[D]. 侯长军.重庆大学 2004
[5]基于皮胶原纤维的吸附材料制备及吸附特性研究[D]. 廖学品.四川大学 2004
[6]制革废弃物提取的胶原特性及与多糖共混生物膜材料的研究[D]. 王碧.四川大学 2003
[7]甲壳素脱乙酰化动力学及壳聚糖在抗菌染色中的应用研究[D]. 张子涛.东华大学 2003
[8]氨基化明胶的性能及在鼻粘膜给药的应用研究[D]. 王健.沈阳药科大学 2002
硕士论文
[1]草鱼鱼鳞胶原蛋白的提取及特性研究[D]. 金成.华中农业大学 2005
[2]超声波加速胰蛋白酶反应及其机理的探讨[D]. 朱少娟.江南大学 2004
[3]几种主要淡水鱼胶原蛋白的制备及其特性研究[D]. 张联英.中国海洋大学 2004
[4]胶原的提取及其复合纺丝液的制备[D]. 周文常.四川大学 2004
[5]鸡皮明胶的制备及性质研究[D]. 邓海燕.福建农林大学 2004
[6]从废弃铬鞣皮屑中提取胶原蛋白类水解物的研究[D]. 裴海燕.郑州大学 2002
[7]利用铬革屑提取胶原蛋白及其在创伤敷料中的应用[D]. 潘志娟.四川大学 2002
本文编号：3656609
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