温敏型Keratin/PNIPAM水凝胶的制备及其对重金属离子的吸附性能和机理研究

以羽毛中提取的角蛋白为原料，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为温敏性单体，采用一锅法制备了对温度敏感的双网络型角蛋白/PNIPAM水凝胶，并对其结构、膨胀性能、吸附特性、吸附选择性及吸附机理进行了研究。结果表明，温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶符合负向温敏凝胶的特征，在高于低临界转变温度时凝胶排水收缩，在低于低临界转变温度时凝胶迅速吸水膨胀；温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶随着pH的增大对重金属Pb（Ⅱ）的吸附容量逐渐增大，在pH 5时达到最大吸附容量78.63 mg/g。温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶在吸附重金属Pb（Ⅱ）的过程中仅用30 min即可达到吸附平衡，对Pb（Ⅱ）的最大吸附容量为415.73 mg/g。吸附模型拟合和吸附动力学分析结果表明温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶符合Langmuir吸附模型（R²=0.992），属于单层吸附。吸附动力学模型分析显示该凝胶符合准二级动力学模型，以化学吸附为主，物理吸附为辅。