多级结构玉米醇溶蛋白微纳米纤维的制备及其在废水处理中的应用

多级结构玉米醇溶蛋白微纳米纤维的制备及其在废水处理中的应用摘要：本文通过多级结构制备玉米醇溶蛋白微纳米纤维，并研究了其在废水处理中的应用。首先对玉米醇溶蛋白进行酸处理和超声处理，制备出一级结构的纤维素纳米颗粒；随后，利用离子交换，将纳米颗粒表面的负电荷中和，制备出二级结构的纳米纤维；最后，通过滤膜和电吸附等方法，制备出三级结构的微纳米纤维，具有良好的孔隙结构和吸附性能。将制备的微纳米纤维应用于染料废水处理中，结果表明，其去除率远高于传统处理方法，且对废水中COD、NH3-N等指标也能够有效去除。因此，本文的研究为废水治理领域提供了一种新的思路和方法。

关键词：多级结构；玉米醇溶蛋白；微纳米纤维；废水处理

Abstract:Thispaperfocusesonthepreparationofmulti-levelstructuredcornalcohol-solubleproteinmicro-nanofibersanditsapplicationinwastewatertreatment.Firstly,thecornalcohol-solubleproteinwastreatedwithacidandultrasonicstopreparethefirst-levelstructureofcellulosenanoparticles.Then,throughionexchange,thenegativechargeonthesurfaceofthenanoparticleswasneutralized,andthesecond-levelstructureofnanofiberswasprepared.Finally,thethird-levelstructureofmicro-nanofiberswaspreparedbyfiltrationmembraneandelectro-adhesionmethods,whichhadexcellentporosityandadsorptionproperties.Thepreparedmicro-nanofiberswereappliedtodyestuffwastewatertreatment,andtheresultsshowedthattheremovalratewasmuchhigherthanthatoftraditionaltreatmentmethods,andcanalsoeffectivelyremovetheindicatorssuchasCODandNH3-Ninwastewater.Therefore,thisresearchprovidesanewideaandmethodforwastewatertreatment.

Keywords:Multi-levelstructure;cornalcohol-solubleprotein;micro-nanofibers;wastewatertreatment

一、引言

随着全球经济的发展和人口的增加，各种工业废水的排放和水体污染越来越严重。如何高效、低成本地对废水进行治理成为了一个重要的问题。传统的废水处理方法包括生化处理、物理化学处理等，但这些方法效果并不理想。因此，寻找一种更加高效、环保的废水处理技术迫在眉睫。

纳米纤维技术因其高吸附效率、高比表面积、良好的化学稳定性等优点，被广泛应用于废水处理领域。其中，玉米醇溶蛋白是一种天然的高分子有机物，不但具有良好的溶解性和生物可降解性，而且还具有抗菌、抗氧化、生物相容性等优点，因此成为制备纳米纤维材料的理想选择。

本文通过多级结构制备玉米醇溶蛋白微纳米纤维，并对其在废水处理中的应用进行了研究。具体实验流程如下。

二、实验方法

1.材料的制备

将玉米醇溶蛋白分别进行酸处理和超声处理，得到一级结构的纤维素纳米颗粒；通过离子交换，将纳米颗粒表面的负电荷中和，制备出二级结构的纳米纤维；最后，通过滤膜和电吸附等方法，制备出三级结构的微纳米纤维。

2.实验条件

实验条件如下：酸处理：浓硫酸加入玉米醇溶蛋白后，将混合物在4℃下静置24h，随后用大量的去离子水淋洗，直至PH≥7；超声处理：玉米醇溶蛋白放置在小样品离心管中，采用50W功率、40kHz频率的超声波进行处理，处理时间为30min；离子交换：采用异丙醇和水混合的溶液进行交换，交换后进行多次淋洗；滤膜：使用0.22μm的滤膜进行过滤，滤膜前用去离子水淋洗滤膜；电吸附：采用透析膜，在正向电流作用下进行吸附，随后反向电流进行脱附。

三、实验结果

1.纤维素纳米颗粒的制备

在4℃下酸处理12h后，玉米醇溶蛋白溶液变成了黏稠的胶状物；随后放入超声泵中处理，处理过程中会发现溶液逐渐变得清晰，此时得到了一级结构的纤维素纳米颗粒。

2.纤维素纳米纤维的制备

将制备好的一级结构的纤维素纳米颗粒进行离子交换，得到中性的纳米颗粒；随后放入离心管中，在高速离心的过程中，纳米颗粒会在一起，形成纳米纤维。得到二级结构的纳米纤维。

3.微纳米纤维的制备

将制备好的二级结构的纳米纤维，过滤到多孔膜上，再将多孔膜进行电吸附处理，得到三级结构的微纳米纤维。

4.微纳米纤维在染料废水处理中的应用

将准备好的微纳米纤维加入染料废水中进行处理，处理后取样进行COD、NH3-N等污染物的检测。结果表明，微纳米纤维能够大量吸附废水中的污染物，去除率远高于传统处理方法。

四、结论

本文通过多级结构制备玉米醇溶蛋白微纳米纤维，并研究了其在废水处理中的应用。结果表明，制备的微纳米纤维具有良好的孔隙结构和吸附性能，能够去除染料废水中的COD、NH3-N等污染物。因此，本文的研究为废水治理领域提供了一种新的思路和方法五、讨论

通过以上实验结果，可以看出制备的微纳米纤维具有优良的吸附性能，对废水中的污染物能有效去除。而且，制备过程简便快捷，无需化学合成，且原料来源广泛、成本低廉，具有良好的应用前景。

然而，本研究仍存在一些问题和局限性。首先，需要进一步优化制备过程，提高制备的微纳米纤维的吸附性能和稳定性。其次，废水中的污染物种类繁多，需要对不同的污染物进行针对性处理，以达到更好的去除效果。此外，需要开展更多的实验来验证该方法的可行性和实用性。

六、结语

本文以玉米醇溶蛋白为原料，通过多级结构制备微纳米纤维，并研究了其在染料废水处理中的应用。实验结果表明，制备的微纳米纤维具有良好的吸附性能，能有效去除染料废水中的COD、NH3-N等污染物。这一研究为废水治理领域提供了一种新的思路和方法。未来，还需进一步深入研究和探讨该方法的优化和实用性，以期更好地应用于实际中对于废水治理这一重要领域，国内外已经有很多研究取得了一些进展。但是，仍然需要进一步探讨和研究更加有效、高效的处理方法。除了本文中提到的微纳米纤维，还有很多其他材料和方法可以被应用于废水处理。例如，近年来发展起来的纳米材料、生物可降解材料等，都有望在废水处理中得到应用。

此外，对于废水治理，除了物理、化学处理方法外，生物处理方法也是一个非常重要的方向。通过生物技术手段，可以达到环保、高效、低成本的废水治理效果。一些微生物在处理废水中的有机物时，具有较好的特异性和高效性。这些微生物可通过在处理系统中引入并富集，从而达到治理废水的目的。

总之，废水治理是一个不断进步和创新的领域。只有不断地研究和探讨新的材料和方法，才能更好地解决废水带来的环境问题，保障人类的健康和生态安全近年来，随着人们意识的逐渐提高，废水治理也渐渐成为了一个热门问题。但是，在实际操作中，仍然存在一些挑战和难点需要被解决。

首先，废水处理成本仍然偏高。在目前的治理技术中，使用的材料和设备成本并不低廉，这也限制了废水治理的普及和推广。因此，需要在研究和开发新的材料和设备时，兼顾降低成本的方法。

其次，废水处理系统的建设和运行需要技术力量和资金的支持。这也直接影响到废水处理的效能和可持续性。因此，可以考虑寻找公共基金和企业合作等方式，来进行废水治理相关的研究和实践。

此外，废水治理也受到地域的影响。在不同的气候、地质、水质等方面存在差异，因此需要根据不同的地域特