在社会发展进程中,水资源占有越来越重要的战略地位。针对染料污水的处理,吸附法因其操作简便、成本低廉等方面受到人们的广泛关注,其中的关键问题在于如何开发设计出吸附效率高、选择性好、无二次污染的吸附材料。丝素蛋白海绵因其优异的机械性能、生物相容性及生物可降解性引起了研究者的广泛兴趣。但未经改性的再生丝素蛋白其二级结构主要以无规卷曲的形式存在,表现为机械性能差,无法在水环境中保持稳定性,并且表面缺乏吸附性官能团,吸附位点少,因此无法直接应用于水处理领域。本文以桑蚕茧为原料制备一种新型的、天然可降解的再生丝素蛋白复合海绵,考察了两种方法提高其机械性能并通过聚多巴胺的修饰使其增加更多的结合位点来提升其对染料的吸附性能。考察了再生丝素蛋白复合海绵对有机染料的静、动态吸附行为,并对其吸附机理进行了探究,主要研究内容如下:(1)对天然桑蚕茧进行脱胶处理制备了再生丝素蛋白溶液,利用冷冻干燥法制备了再生丝素蛋白海绵。分别利用调节蛋白溶液pH和乙醇浸泡海绵改性两种方式诱导丝素蛋白分子中二级结构向更为稳定的β-折叠结构转变以提高海绵的机械性能。FT-IR分析对比了两种方法制备所得再生丝素蛋白海绵中二级结构的比例,结果表明乙醇浸泡改性更有利于稳定态的形成,采用60 wt%的乙醇溶液浸泡后,海绵中β-折叠结构的含量可达32.6%,下压4mm其负载力可达1264 g;而将再生丝素蛋白溶液的pH调至8.5后制备的海绵中β-折叠结构的含量只有22.6%,压缩4 mm其负载力只有997 g。(2)将经乙醇浸泡改性后所得再生丝素蛋白海绵浸渍于不同浓度(25 mg/mL、50 mg/mL、75 mg/mL和100 mg/mL)的盐酸多巴胺溶液中制备了四种再生丝素蛋白/聚多巴胺复合海绵(25-PDA-SF,50-PDA-SF,75-PDA-SF,100-PDA-SF)。通过SEM、TEM考察了复合海绵的微观形貌发现再生丝素蛋白海绵内部呈片状结构,孔径为60±20μm,聚多巴胺在再生丝素蛋白海绵上形成粘结层。随着盐酸多巴胺浓度的升高,聚多巴胺在再生丝素蛋白海绵上由分散分布逐渐团聚。FT-IR、XRD、XPS等表征结果表明聚多巴胺以非共价键作用结合在再生丝素蛋白海绵表面,并未对丝素蛋白的二级结构造成明显影响。(3)研究了复合海绵在不同pH条件下对染料的连续动态吸附性能,实验结果表明在中性条件下,该复合海绵可有效吸附结晶紫、亚甲基蓝等阳离子染料,吸附效率可达98.6%,对罗丹明B及罗丹明6G的吸附效率略低,对甲基橙、新胭脂红等阴离子染料仅在pH<2下才能有效吸附。选择结晶紫溶液为吸附对象,对四种复合海绵的静态吸附实验进行研究,实验结果表明75-PDA-SF复合海绵的吸附容量及吸附效率均最大,其经过72 h后吸附达到平衡,吸附效率为90.2%。75-PDA-SF复合海绵对初始浓度为5 mg/L结晶紫的动态吸附实验表明连续吸附200 mL时的吸附效率为98.2%,连续吸附2000 mL时的吸附效率为90.6%。相较于静态吸附,复合海绵在连续动态吸附模式下处理量大,耗时短且吸附效率高。此外,在中性条件下,该复合海绵对于混合染料溶液还具有良好的选择吸附性能,其选择吸附效率均可达95.0%以上;循环使用20次后,其选择性吸附效率仍可达 95.72%。