2.4.2脱色温度
由图4可以看出,在40℃以前,脱色率随着温度的升高而增加;超过40℃(此时脱色率为97.4%)时,脱色率随温度的升高而大幅下降.其原因为:脱色温度较低时,脱色液中狗毛蛋白大分子的降解程度不大,能够吸附体系中较多的染料,随着温度的升高,脱色速率也有所增加,温度超过某一值时,狗毛蛋白大分子降解幅度增大,溶解性提高,导致对染料的吸附沉降性能明显下降.较佳的脱色温度为40℃.而在40℃以下,脱色率变化不大,实际操作时,为了节省成本且应用方便,可选择室温脱色.
2.4.3脱色pH
由图5可知,当pH值超过4时,脱色率有所下降,原因是:溶液的酸性较强时,蛋白质水解显著,分子质量降低,溶解度增大,对染料的吸附沉降能力降低,很难起到脱色作用;当pH在4左右时,改性狗毛蛋白带有一定量正电荷并处于等电点附近,蛋白质大分子发生了较少的降解,蛋白质溶解度小,脱色效果较为理想.综合考虑,脱色液pH值选择4左右,此时脱色率为97.4%.
2.5脱色效果的评定
由表5可知:(1)对于活性红K2BP废液,在弱酸性条件下脱色较为理想.由于活性染料含有水溶性基团(如磺酸基),在染浴中带负电荷,狗毛与DE复合体在碱性条件下所带正电荷数少于酸性条件(酸浴中狗毛蛋白中的—NH2变成—NH3+).所以,在酸性条件下脱色,静电引力的作用增大,脱色效果更显著;(2)对于阳离子蓝X-GRRL废液,宜在碱性条件下进行脱色,在中性、酸性条件下脱色效果不好.但当pH调到碱性(9左右)时,脱色后的染液几乎呈透明的清液,且脱色的絮凝物呈红褐色,这可能是染料结构已经发生了较大的变化(一般阳离子染料稳定的pH范围是2.5~5.5,若pH值较高,阳离子染料可能形成季铵碱或结构被破坏,再与脱色剂作用,染料发生沉淀、变色或褪色现象[9]);(3)对于分散蓝2BLN废液,在不同pH值条件下的脱色效果基本一致.分散染料是一类结构较简单、无水溶性基团(水溶性低)、在染浴中主要以微小颗粒呈分散状态存在的非离子染料.因此,pH值对脱色效果没有多大影响.
3·结论
(1)改性狗毛蛋白脱色剂的最佳制备方法为:用5mL/L的HAc在80℃条件下将狗毛酸洗20 min,去除非蛋白类杂质.清洗后的狗毛先分别用质量浓度为10g/L的NaOH及尿素溶液在95℃溶解30 min,得到狗毛蛋白溶液,狗毛蛋白质量浓度为2.8 g/L时脱色效果最佳.然后用交联剂DE 30%(对狗毛蛋白质量)和10mg/L壳聚糖溶液与狗毛蛋白在室温及中性pH条件下复配改性20 min,期间多次搅拌,得到改性的狗毛蛋白脱色剂.
(2)对酸性湖蓝A模拟废水脱色的最佳条件为:将制备的最佳狗毛蛋白脱色剂加入到模拟废水(染料质量浓度0.1 g/L)中,在室温及pH值为4的条件下搅拌30 min之后过滤.
(3)改性狗毛蛋白脱色剂对不同染料废水脱色的效果:酸性湖蓝A染料,pH值为4,脱色率97.4%;活性红K2BP染料,pH值为5,脱色率97.3%;阳离子蓝X-GRRL染料,pH值为9,脱色率100.0%;分散蓝2BLN染料,pH值为5,脱色率97.0%.对不同种类染料的脱色效果普遍较好,且脱色率都达到了97.0%以上,对阳离子染料废液的脱色效果最好.
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