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摘要：由于禽类羽毛价格低廉，资源丰富，并且改性后其对金属离子的吸附效果良好。因此研究者们越来越重视对羽毛改性后吸附性能的研究。本文笔者在论述羽毛的主要成分及其应用的基础之上，对羽毛的改性方法以及羽毛改性后对金属离子的吸附进行了相关的探究。
关键词：羽毛改性 吸附 金属离子
随着社会工业的不断发展，重金属废水对环境的污染越来越严重，这极大的影响了人们的生活质量与身体的健康。为了减少这种重金属对环境的污染，越来越多的科学们将注意力集中于动物角蛋白纤维的生物吸附性能上。因为动物纤维与一些化学吸附产品相比较，显得既廉价而且资源用之不竭。因此，对羽毛进行改性，提高其吸附能力的研究具有非常重要的现实意义。
一、羽毛的主要成分及其应用
1.羽毛的主要成分
羽毛的主要成分是角蛋白纤维。羽毛角蛋白纤维是一种硬性蛋白纤维，这种纤维的抗性很强。通过XRD图表明这种蛋白属于β-角蛋白，其中β-角蛋白是由一系列α-螺旋和β-折叠组成的多肽链，多肽链又被二硫键连接，这种就使得羽毛角蛋白纤维的结构变得非常的稳固，并且具有难溶于水，难被分解等特点[1,2]。同时由于其含有大量的活性集团，这些活性集团可以通过电离的方式结合金属离子，对羽毛角蛋白纤维进行化学改性，能够有效的增加更多的反应位置，提高其与金属的结合能力。
2.羽毛的主要应用
羽毛结果处理后，具有非常广泛的应用，主要分一下几个方面叙述：
2.1 作为动物饲料
羽毛的主要成分是角蛋白纤维，研究表明这是一种极具营养价值的蛋白质饲料。因此，对动物羽毛进行加工处理，可以将其制备成饲料，以促进家禽业的快速发展。
2.2作为肥料
将羽毛进行水解处理，可以制得氨基酸微肥，从而有效的提高了作物对微量元素的吸收利用率，促进了作物的成长。
2.3 作为皮革填充剂和复蹂剂
结果适当的处理，羽毛可以用来充当鞋面革以及服装革的填充材料，从而能很好的改善皮革的性能，例如：皮革的丰满性、弹性以及染色性能等。
2.4制备日常用品
禽类的羽毛，尤其是鸭毛和鹅毛，我们通过一定的手段提取其中的羽绒，填充在衣物中，可制成羽绒服，具有保暖美观的功效。
二、羽毛的改性方法
1.化学处理法
化学处理法是将羽毛进行水解的一种方法，包括酸解及其碱解。酸解就是利用盐酸、硫酸、乙酸等酸性溶液将羽毛的角质蛋白进行分解。今年来，研究者们利用不同的酸溶液对羽毛进行水解研究，发现硫酸溶液对羽毛的水解工艺是最佳的。因为采用盐酸水解，盐酸容易挥发不仅腐蚀设备还污染了环境。碱解就是氢氧化钠等碱性溶液来对羽毛进行水解。但是使用碱性水解的过程汇总，很容易导致角蛋白纤维中的氨基酸构型发生变化，从而使得碱性水解后得到的产品品质比酸性水解后得到的产品品质差。
2.高压加热水解法
当前，我国使用较多的羽毛改性的方法为高压加热水解法。其流程主要为：羽毛的初步清理——放置于水解灌中——给水解灌通入蒸汽——水解成凝胶——烘干粉碎。利用高压水解法得到的产品质量的好坏主要取决与高压水解反应时间、温度、压力等工艺参数。这种高压加热水解法的工艺设备较为落后，工艺参数不容易被控制，从而导致水解后产品的质量不是很稳定。除此之外，高压加热水解法对设备的要求也较为严格，使得生产的成本也提高了。通过以上的论述，我们明显的了解到高压加热水解法阻碍了对羽毛的开发与利用。
3.微波法水解羽毛
随着社会的不断发展，研究者们讲微波技术引入到化学的反应之中。此方法对推动化学反应进程的发展起到了很好的作用。施文正等人利用此种方法制备了鱼蛋白水解液。唐树戈等人研究表明，利用微波法能更好的优化蚕丝水解成氨基酸的条件。虽然微波法在家禽羽毛改性中的应用好不是很广泛，但是这种方法却具有很好的发展的情景。
4.微生物发酵法
利用微生物发酵法对禽类的羽毛进行改性，其实就是利用微生物对羽毛的角蛋白纤维进行分解、降解的过程。我们知道不同的微生物的结构性能是不相同的但是它们对羽毛角蛋白酶的分解形式以及降解的过程都是相同的。虽然在现有的研究水平上，羽毛角蛋白降解的机制还没有完全的被解释清楚，但是相当的实验事实证明利用微生物发酵法对羽毛的改性是可行的。
三、羽毛改性后对金属离子的吸附探究
1.羽毛改性后对Zn+离子的吸附探究
赵耀明，苏志峰等人[1]研究了羽毛改性后对Zn+离子的吸附。他们通过单宁酸对禽类的羽毛进行了相关的化学改性研究。并对改性后的羽毛对Zn+离子的吸附性能进行了探究。研究表明，羽毛结果单宁酸的改性后，在碱性环境下，其吸附Zn+离子的量明显的增加了，最大吸附量为0. 97mmol/g，比没有改性的同等条件下其吸附量几乎增加了1/3。由此可见，改性后的羽毛对Zn+离子的吸附能力大大增强了，所以说改性后的羽毛对治理重金属离子的污染就有很好的应用价值。
2.羽毛改性后对Cu2+ 离子的吸附探究
杨崇岭，蔡婷等人[3]研究了羽毛改性后对Cu2+ 离子的吸附。他们通过对改性后羽毛的吸附研究。探究了在不同的环境条件下，改性后羽毛对金属离子的吸附量。例如：在不同的温度条件下，不同的羽毛单宁酸负载量条件下、不同的pH 值条件下。研究者们对这些条件进行了一一的探究，最终得出经过化学改性后的羽毛对Cu2+ 的最大吸附量为48.90 mg·g-1，比没有改性的同等条件下其吸附量几乎增加了2倍之多。更进一步的证实了改性羽毛对金属离子的吸附大大增强了。
参考文献
[1]杨崇岭，关丽涛，赵耀明，苏志峰. 改性羽毛对锌离子的吸附[J]-离子交换与吸附2007,23(3).
[2]徐锁洪，严滨. 改性羽毛对重金属吸附性能的研究[J]-工业水处理1999,19(6).
[3]杨崇岭，蔡婷.羽毛的化学改性及其对Cu2+的吸附[J]-农业环境科学学报2007,26(1).
[4]李闻欣.陈宗良.卢荣.余凤珍. 改性羽毛处理铬鞣废水中Cr(Ⅲ)的研究[J]-环境科学与技术 2009(5).
[5]周国华.万端极.曾琳. 烟梗黄原酸酯吸附铜离子性能研究[J]-环境科学与管理 2008(12).
[6]周国华.余剑敏.万端极.鸡毛吸附水中机油的动力学和热力学研究[J]-化学工程师 2008(11).
[7]尹国强.崔英德.陈循军.水溶性羽毛蛋白的制备与化学改性[J]-精细化工 2008(7).
关键词：羽毛改性 吸附 金属离子
随着社会工业的不断发展，重金属废水对环境的污染越来越严重，这极大的影响了人们的生活质量与身体的健康。为了减少这种重金属对环境的污染，越来越多的科学们将注意力集中于动物角蛋白纤维的生物吸附性能上。因为动物纤维与一些化学吸附产品相比较，显得既廉价而且资源用之不竭。因此，对羽毛进行改性，提高其吸附能力的研究具有非常重要的现实意义。
一、羽毛的主要成分及其应用
1.羽毛的主要成分
羽毛的主要成分是角蛋白纤维。羽毛角蛋白纤维是一种硬性蛋白纤维，这种纤维的抗性很强。通过XRD图表明这种蛋白属于β-角蛋白，其中β-角蛋白是由一系列α-螺旋和β-折叠组成的多肽链，多肽链又被二硫键连接，这种就使得羽毛角蛋白纤维的结构变得非常的稳固，并且具有难溶于水，难被分解等特点[1,2]。同时由于其含有大量的活性集团，这些活性集团可以通过电离的方式结合金属离子，对羽毛角蛋白纤维进行化学改性，能够有效的增加更多的反应位置，提高其与金属的结合能力。
2.羽毛的主要应用
羽毛结果处理后，具有非常广泛的应用，主要分一下几个方面叙述：
2.1 作为动物饲料
羽毛的主要成分是角蛋白纤维，研究表明这是一种极具营养价值的蛋白质饲料。因此，对动物羽毛进行加工处理，可以将其制备成饲料，以促进家禽业的快速发展。
2.2作为肥料
将羽毛进行水解处理，可以制得氨基酸微肥，从而有效的提高了作物对微量元素的吸收利用率，促进了作物的成长。
2.3 作为皮革填充剂和复蹂剂
结果适当的处理，羽毛可以用来充当鞋面革以及服装革的填充材料，从而能很好的改善皮革的性能，例如：皮革的丰满性、弹性以及染色性能等。
2.4制备日常用品
禽类的羽毛，尤其是鸭毛和鹅毛，我们通过一定的手段提取其中的羽绒，填充在衣物中，可制成羽绒服，具有保暖美观的功效。
二、羽毛的改性方法
1.化学处理法
化学处理法是将羽毛进行水解的一种方法，包括酸解及其碱解。酸解就是利用盐酸、硫酸、乙酸等酸性溶液将羽毛的角质蛋白进行分解。今年来，研究者们利用不同的酸溶液对羽毛进行水解研究，发现硫酸溶液对羽毛的水解工艺是最佳的。因为采用盐酸水解，盐酸容易挥发不仅腐蚀设备还污染了环境。碱解就是氢氧化钠等碱性溶液来对羽毛进行水解。但是使用碱性水解的过程汇总，很容易导致角蛋白纤维中的氨基酸构型发生变化，从而使得碱性水解后得到的产品品质比酸性水解后得到的产品品质差。
2.高压加热水解法
当前，我国使用较多的羽毛改性的方法为高压加热水解法。其流程主要为：羽毛的初步清理——放置于水解灌中——给水解灌通入蒸汽——水解成凝胶——烘干粉碎。利用高压水解法得到的产品质量的好坏主要取决与高压水解反应时间、温度、压力等工艺参数。这种高压加热水解法的工艺设备较为落后，工艺参数不容易被控制，从而导致水解后产品的质量不是很稳定。除此之外，高压加热水解法对设备的要求也较为严格，使得生产的成本也提高了。通过以上的论述，我们明显的了解到高压加热水解法阻碍了对羽毛的开发与利用。
3.微波法水解羽毛
随着社会的不断发展，研究者们讲微波技术引入到化学的反应之中。此方法对推动化学反应进程的发展起到了很好的作用。施文正等人利用此种方法制备了鱼蛋白水解液。唐树戈等人研究表明，利用微波法能更好的优化蚕丝水解成氨基酸的条件。虽然微波法在家禽羽毛改性中的应用好不是很广泛，但是这种方法却具有很好的发展的情景。
4.微生物发酵法
利用微生物发酵法对禽类的羽毛进行改性，其实就是利用微生物对羽毛的角蛋白纤维进行分解、降解的过程。我们知道不同的微生物的结构性能是不相同的但是它们对羽毛角蛋白酶的分解形式以及降解的过程都是相同的。虽然在现有的研究水平上，羽毛角蛋白降解的机制还没有完全的被解释清楚，但是相当的实验事实证明利用微生物发酵法对羽毛的改性是可行的。
三、羽毛改性后对金属离子的吸附探究
1.羽毛改性后对Zn+离子的吸附探究
赵耀明，苏志峰等人[1]研究了羽毛改性后对Zn+离子的吸附。他们通过单宁酸对禽类的羽毛进行了相关的化学改性研究。并对改性后的羽毛对Zn+离子的吸附性能进行了探究。研究表明，羽毛结果单宁酸的改性后，在碱性环境下，其吸附Zn+离子的量明显的增加了，最大吸附量为0. 97mmol/g，比没有改性的同等条件下其吸附量几乎增加了1/3。由此可见，改性后的羽毛对Zn+离子的吸附能力大大增强了，所以说改性后的羽毛对治理重金属离子的污染就有很好的应用价值。
2.羽毛改性后对Cu2+ 离子的吸附探究
杨崇岭，蔡婷等人[3]研究了羽毛改性后对Cu2+ 离子的吸附。他们通过对改性后羽毛的吸附研究。探究了在不同的环境条件下，改性后羽毛对金属离子的吸附量。例如：在不同的温度条件下，不同的羽毛单宁酸负载量条件下、不同的pH 值条件下。研究者们对这些条件进行了一一的探究，最终得出经过化学改性后的羽毛对Cu2+ 的最大吸附量为48.90 mg·g-1，比没有改性的同等条件下其吸附量几乎增加了2倍之多。更进一步的证实了改性羽毛对金属离子的吸附大大增强了。
参考文献
[1]杨崇岭，关丽涛，赵耀明，苏志峰. 改性羽毛对锌离子的吸附[J]-离子交换与吸附2007,23(3).
[2]徐锁洪，严滨. 改性羽毛对重金属吸附性能的研究[J]-工业水处理1999,19(6).
[3]杨崇岭，蔡婷.羽毛的化学改性及其对Cu2+的吸附[J]-农业环境科学学报2007,26(1).
[4]李闻欣.陈宗良.卢荣.余凤珍. 改性羽毛处理铬鞣废水中Cr(Ⅲ)的研究[J]-环境科学与技术 2009(5).
[5]周国华.万端极.曾琳. 烟梗黄原酸酯吸附铜离子性能研究[J]-环境科学与管理 2008(12).
[6]周国华.余剑敏.万端极.鸡毛吸附水中机油的动力学和热力学研究[J]-化学工程师 2008(11).
[7]尹国强.崔英德.陈循军.水溶性羽毛蛋白的制备与化学改性[J]-精细化工 2008(7).