通过优化角蛋白提取技术实现禽废物的可持续增值，并探讨其在染料吸附中的潜在应用

《BMC Chemistry》：Sustainable valorization of poultry waste through optimized keratin extraction and its prospective use in dye adsorption

鸡毛作为禽类副产物，富含角蛋白，本研究通过Box-Behnken设计优化角蛋白提取工艺（温度、时间、还原剂浓度），SEM/XRD/FTIR/TGA表征证实其结构完整、热稳定且半结晶特性，制备的角蛋白微球对刚果红染料吸附效率达80%，动力学伪二级模型（R2=0.9974）和Freundlich等温线（R2=0.9991）揭示多层非均相吸附机制，支持SDGs 6（水安全）、12（可持续消费）和13（气候行动）。

　　

摘要

鸡羽毛（Chicken Feathers, CFs）是家禽产业的重要副产品，占鸡肉总重量的4-6%。由于传统的处理方法（如焚烧和填埋），鸡羽毛对环境造成了严重污染。鸡羽毛富含角蛋白，可以作为生物聚合物用于多种应用，例如废水处理。本研究采用Box-Behnken设计（BBD）优化了角蛋白的提取过程，评估了温度、时间和还原剂浓度对提取效率的影响。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）对提取物进行了表征，结果证实了其蛋白质结构的完整性、半结晶性质以及热稳定性。研究人员制备了角蛋白珠（Keratin Beads, KBs），用于从水溶液中去除刚果红（Congo Red, CR）。批量吸附实验研究了pH值、吸附剂用量、接触时间和初始染料浓度，实现了约80%的去除效率。吸附动力学符合伪二级反应模型（R2 = 0.9974），表明该过程主要以化学吸附为主。平衡数据更符合Freundlich等温线模型（R2 = 0.9991），说明该吸附过程属于异质多层吸附；而Langmuir模型估计的最大吸附容量为81.3 mg/g。本研究支持联合国可持续发展目标（SDGs），特别是SDG 6、SDG 12和SDG 13，通过提供一种可扩展且环保的废水处理方案，为可持续废物管理实践做出了贡献。

图形摘要