天然彩絲吸附fe

天然彩絲吸附fe

絲綢是由18種氨基酸組成的蛋白質(zhì)纖維。一些氨基酸側(cè)鏈酪氨酸具有反應(yīng)活性，而絲綢纖維可以豐富許多羧基和氨基（nh2）等親水基團(tuán)。蠶絲纖維具有多孔性，有利于水的吸收，并能在空氣中吸收水分，并保持一定的水分。天然蠶絲具有普通蠶絲的性質(zhì)，但兩者的結(jié)構(gòu)略有不同。因此，可以在某些方面有所不同。在本規(guī)范中，我們比較了天然彩絲和普通白絲、表面活性劑和染料的差異。1測(cè)試1.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器普通白絲和天然彩絲(黃色系),鑫緣繭絲綢集團(tuán)股份有限公司;藥品:硫酸亞鐵銨,鹽酸,亞甲基二萘磺酸鈉(NNO),酸性橙Ⅱ.儀器:XW-ZDR低噪振蕩染樣機(jī)(靖江市新旺染整設(shè)備廠),JJ200型精密電子天平(美國雙杰兄弟有限公司),PB-10型精密酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠),ShimadzuUV-2550型雙光束紫外可見分光光度計(jì)(日本島津公司)等.1.2硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)使用液0.71g0.1mg/mL鐵離子標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確稱取0.176g硫酸亞鐵銨于小燒杯中,加水溶解,加入6mol/L鹽酸,定量轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻.1.3測(cè)定指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)直線鐵標(biāo)準(zhǔn)直線:配制不同質(zhì)量濃度的Fe2+溶液,測(cè)定它們?cè)谧畲笪詹ㄩL(zhǎng)下的吸光度,繪制Fe2+的吸光度-質(zhì)量濃度工作曲線.NNO標(biāo)準(zhǔn)直線:配制不同質(zhì)量濃度的NNO溶液,測(cè)定它們?cè)谧贤鈪^(qū)間最大吸收波長(zhǎng)的吸光度,繪制NNO的吸光度-質(zhì)量濃度工作曲線.酸性橙Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)直線:配制不同質(zhì)量濃度的酸性橙Ⅱ溶液,測(cè)定它們?cè)谧畲笪詹ㄩL(zhǎng)的吸光度,繪制酸性橙Ⅱ的吸光度-質(zhì)量濃度工作曲線.1.4纖維吸附速率測(cè)定配制一定初始質(zhì)量濃度的Fe2+、NNO和酸性橙Ⅱ溶液,天然彩絲和普通白絲各0.5g,在一定溫度下置于恒溫振蕩器中振蕩不同時(shí)間,取出纖維,測(cè)定殘液吸光度,計(jì)算出不同時(shí)間纖維上Fe2+、NNO和酸性橙Ⅱ的吸附量,繪制吸附速率曲線.1.5等溫線吸附配制不同質(zhì)量濃度的Fe2+、NNO和酸性橙Ⅱ溶液100mL,投入0.1g絲纖維,在一定溫度下吸附3h.采用殘液法測(cè)定吸附量.1.6初始吸附量的確定用雙光束紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定殘液吸光度,按標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計(jì)算出殘液的質(zhì)量濃度,按公式計(jì)算吸附量(mg/g)=(ρ0-ρ)×V/m.式中:ρ0為處理液的初始質(zhì)量濃度,mg/L;ρ為處理后殘液的質(zhì)量濃度,mg/L;V為處理液體積,L;m為蠶絲纖維干重,g.2結(jié)果與討論2.1蠶絲在不同吸附方式下天然彩絲對(duì)fe2+和天然彩絲上的吸附行為蠶絲纖維分子鏈中含有大量的羧基和氨基,與金屬離子有較強(qiáng)的絡(luò)合能力,能夠通過絡(luò)合和離子交換,與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物.在各種金屬離子中,選用比較容易顯色的Fe2+處理蠶絲纖維.Fe2+的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖1所示,計(jì)算機(jī)擬合直線方程A=0.01466+0.28572ρ,式中A為吸光度,ρ為Fe2+質(zhì)量濃度,回歸系數(shù)為R2=0.9948.測(cè)出Fe2+吸附普通白絲和天然彩絲的速率曲線結(jié)果如圖2所示.在吸附過程中,隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng),纖維上的吸附量是不同的.假定吸附過程遵循公式(1)描述的反應(yīng)模型:方程(1)經(jīng)過積分變成(2)的形式:方程(2)描述函數(shù)t/ρt=f(t)線性關(guān)系,1/ρ∞為線性方程的斜率tgα,根據(jù)方程(3)可計(jì)算ρ∞的值.式(3)中ρ∞為平衡吸附量,mg/g.根據(jù)圖1曲線和上述動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)t/ρt~t作圖各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)之間有良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)如表1所示.從表1可知,當(dāng)普通白絲和天然彩絲對(duì)Fe2+的吸附達(dá)到平衡后,天然彩絲對(duì)Fe2+的吸附量達(dá)到5.8241mg/g,比普通白絲多吸附將近1mg/g.推測(cè)是由于天然彩絲的結(jié)晶度比普通白絲低,且天然彩絲是天然多孔性蛋白質(zhì)纖維,絲蛋白分子間空隙率比普通白絲大分子表面積較大.所以,以上各種分子更容易進(jìn)入天然彩絲的非晶區(qū).Fe2+在普通白絲和天然彩絲上的吸附等溫線如圖3所示.根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),用Langmuir和Freundlich模式擬合蠶絲纖維對(duì)Fe2+的吸附等溫線.2種擬合模式基本上呈良好的線性關(guān)系,模擬相關(guān)系數(shù)如表2所示.從表2普通白絲和天然彩絲擬合之后的2種吸附模型可見,Langmuir吸附平衡模型模擬結(jié)果的相關(guān)系數(shù)高于Freundlich模擬,Fe2+與蠶絲纖維發(fā)生絡(luò)合并穩(wěn)定存在.普通白絲和天然彩絲對(duì)Fe2+的吸附屬于Langmuir型吸附.2.2普通白絲和天然彩絲對(duì)nno吸附等溫線的初步驗(yàn)證表面活性劑NNO是一種米棕色粉狀固體,可以在酸性染料中用作分散劑,對(duì)蛋白質(zhì)纖維有親和力,在紫外區(qū)間有最大吸收波長(zhǎng).NNO的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖4所示,計(jì)算機(jī)擬合直線方程A=15.40667ρ-0.00125,式中A為吸光度,ρ為NNO質(zhì)量濃度,回歸系數(shù)為R2=0.9988.測(cè)出NNO吸附普通白絲和天然彩絲的速率曲線,結(jié)果如圖5所示.根據(jù)吸附速率曲線和一些動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)t/ρt~t作圖,各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)之間有良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)列于表3.由表3可以看出,當(dāng)普通白絲和天然彩絲對(duì)NNO的吸附達(dá)到平衡后,天然彩絲對(duì)NNO的吸附量比普通白絲高,有著蠶絲對(duì)Fe2+吸附相類似的結(jié)果.由圖6可以看出,普通白絲和天然彩絲對(duì)表面活性劑NNO的吸附與主要的3種吸附等溫線模型都存在著差異,不能完全符合某種吸附等溫線.可能原因是NNO只是與蠶絲纖維的表面形成吸附,其吸附機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究.2.3預(yù)測(cè)結(jié)果及模型分析酸性橙Ⅱ的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖7所示,計(jì)算機(jī)擬合直線方程A=0.00458+62.4881ρ,式中A為吸光度ρ為酸性橙Ⅱ質(zhì)量濃度,回歸系數(shù)為R2=0.9999.測(cè)出酸性橙Ⅱ吸附普通白絲和天然彩絲的速率曲線,結(jié)果如圖8所示.根據(jù)吸附速率曲線和一些動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)t/ρt~t作圖,各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)有良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)列于表4.由表4可以看出,當(dāng)吸附達(dá)到平衡后,天然彩絲對(duì)酸性橙Ⅱ的平衡吸附量達(dá)到10.4493mg/g,普通白絲的吸附量為8.7260mg/g.由圖9可知,在低質(zhì)量濃度區(qū)時(shí),纖維上染料質(zhì)量濃度增加很快,以后隨著染液中質(zhì)量濃度的增加逐漸變慢,最后不再增加,達(dá)到吸附飽和值,符合Langmuir吸附等溫線的基本特征.用Langmuir模式擬合蠶絲纖維對(duì)酸性橙Ⅱ的吸附等溫線,模擬結(jié)果呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,模擬相關(guān)系數(shù)見表5.3基于初至