MODIFICATION OF COLLAGEN FOR HIGH Cr (III) ADSORPTION

Abstract

Collagen has an ability to coordinate with chromium (III) salts which is mostly determined by the amount of pendent carboxyl groups on the backbone of collagen. Based on this principle, when an oxazolidine derivative which contains carboxyl group and oxazolidine ring was synthesized and used as a modification agent, a novel collagen fiber-based high Cr (III) adsorption material was developed. In contrast to unmodified collagen fiber, the hydrothermal stability of the modified collagen fiber increased from 63.1°C to 78.8°C and the maximum adsorption capacity (Amax) of Cr3+ increased from 41mg/g to 143mg/g (Cr3+/ collagen) with a pH value of 4.0. In the waste water from a leather tannery treated with the modified collagen fiber, the Cr2O3 content decreased from 1.76g/L to 0.06g/L. Investigation of high chromium adsorption mechanism indicates that the increased number of carboxyl groups attached to the backbone of collagen and the intrinsic carboxyl groups of collagen coordinate together with chromium (III) and form uni- or multi-point bound chromium complexes, which seems to contribute to the modified collagen high chromium (III) adsorption.ResumenEl colágeno tiene la habilidad de coordinar con sales de cromo (III) determinada principalmente por la cantidad de grupos carboxilo pendientes en la columna vertebral del colágeno. Basándose en este principio, cuando fue sintetizado un derivado de la oxazolidina, el cual contiene grupos carboxilos y un anillo de oxazolidina, y utilizado como agente de modificación, una novedosa fibra de colágeno basada en alta adsorción de Cr (III) fue desarrollada. En contraste con la fibra de colágeno no modificada, la estabilidad hidrotérmica de la fibra de colágeno modificada aumentó de 63.1°C a 78.8°C y la capacidad máxima de adsorción (Amax) del Cr3+ aumentó de 41mg/g a 143mg/g (Cr3+/ colageno), a un valor pH de 4.0. En las aguas residuales procedentes de una curtiembre, cuyos cueros fueron tratados con esta modificación de la fibra de colágeno, el contenido de Cr2O3 decreció de 1.76g/l a 0.06g/l. La investigación del mecanismo de la alta adsorción del cromo indica que el aumento del número de grupos carboxilo unidas a la columna vertebral de colágeno y los grupos carboxilos intrínsecos del colágeno se coordinan juntos con el cromo (III) y forma enlaces uni o multi-punto con el complejo de cromo, lo que parece contribuir a modificar la alta adsorción de cromo (III) por el colágeno.