(接上期)

2铬鞣与无铬鞣

2.1 杀菌剂对皮革降解过程的影响

本研究探讨了杀菌剂对皮革降解过程的影响，重点探究了杀菌剂对可堆肥化降解的无铬鞣皮革降解过程的影响。

皮革行业正面临日益增长的可持续材料生产压力，特别是在循环经济行动计划和欧盟《产品生命周期终结指令》出台的背景下。本研究依据ISO 20200:2023标准进行降解测试，探究了杀菌防霉剂对皮革在堆肥降解环境中的影响。

按照标准ISO 20200:2023对七份皮革样品的分解性能进行了测试。其中包括未经处理的皮革，以及使用三种不同杀菌剂在标准浓度和高浓度条件下处理的皮革。所使用的杀菌剂分别为 4-氯-3-甲基苯酚（CMK）、2-苯基苯酚（OPP）和 2-辛基-1,2-噻唑-3-酮（OIT）。试验首先在高温条件下持续 84 天，随后在中温条件下再持续 84 天。结果显示，未经处理的对照皮革迅速发生分解，而经杀菌剂处理的皮革在标准浓度和高浓度条件下均表现出延迟分解的特征。

杀菌剂在皮革生产及储存过程中对于抑制微生物生长具有关键作用。然而，即使经过处理，这些化学物质仍可能残留在皮革制品及其废弃物中。通常，人们可能会推测，杀菌剂的存在，尤其是在高浓度条件下，会因其对微生物的抑制作用而导致皮革难以堆肥降解，而微生物正是堆肥过程中不可或缺的主体。研究表明，所有在使用期间经过杀菌剂保护处理的皮革，在堆肥等自然环境中仍能够在合理时间内完成生物降解。即便所使用的杀菌剂浓度达到常规用量的10倍，皮革依然会持续发生降解。

2.2 沸石鞣剂——可持续性的考量

沸石是一种极具价值的预鞣剂，它能够有效提升皮革的性能与品质。通过引入蒙囿剂和亲水性物质，成革的性能得到显著提升，尤其在柔软度与手感方面表现突出。根据ISO20136标准评估，其生物降解率高达94%，甚至高于未鞣制的胶原蛋白，表现出更优的生物降解性，且二者生物降解性均远超传统鞣制工艺。此外，根据ISO20200标准进行检测，结果显示该材料具备优异的可堆肥性，这进一步强化了该技术的环保效益。在此背景下，由于植物鞣剂对皮革的可堆肥性有显著影响，作者研究了植物鞣剂与沸石鞣剂联用的作用。

同时，生命周期评估（LCA）结果也表明，与传统鞣制工艺尤其是铬鞣相比，这种创新鞣制方法具有显著的环境优势。最后，本文系统论述了该结合鞣制技术的优点与潜在局限性，为其可持续性和实际应用价值提供了全面评估。

2.3基于单宁酸与双功能化层状磷酸锆纳米片的多功能白湿革鞣制体系：优化、表征及应用

单宁酸作为一种水解类植物单宁，已被用于构建各类白湿革鞣制体系，该体系与二维纳米材料展现出增强的协同效应。本文提出一种基于单宁酸与双功能化层状磷酸锆纳米片的多功能白湿革鞣制体系以稳定胶原纤维结构。通过考察磷酸锆纳米片用量和终点pH值对鞣制性能的影响规律，优化确定了以10 wt.%单宁酸、3 wt.%双功能化层状磷酸锆纳米片以及终点pH值为3.5的白湿革鞣制体系。研究发现，层状磷酸锆纳米片与胶原纤维之间通过氢键和静电相互作用来稳定胶原纤维结构，进而与白湿革基质形成多层级结合。在此基础上，提出一种基于植物多酚介导界面结构的多维度材料设计策略，制备获得基于多功能白湿革基摩擦纳米发电机，以满足能量收集和柔性可穿戴电子设备的应用需求。在天然塔拉单宁介导的增强界面作用下，层状磷酸锆纳米片可被引入白湿革基质中，赋予摩擦纳米发电机优异的力学性能、可生物降解性、水蒸气透过性和阻燃特性。同时，将MXene墨水直接引入其表面，可提升所得白湿革器件的输出电荷密度和传感性能，使其能够收集环境中的机械能。特别地，所制备摩擦纳米发电机可作为自供能柔性传感器，有望用于能量收集、人体运动监测和求救信号发送。本研究工作不仅为多功能生物质基摩擦纳米发电机的设计提供了更深入的见解，同时还凸显了多维纳米材料整合在推动柔性电子技术发展中的关键作用。

2.4 H2 O2–O3协同氧化体系解聚

木质素及其在无铬鞣制中的应用

无铬生态皮革制造对皮革工业的可持续发展至关重要。本研究采用H2 O2–O3协同氧化体系制备氧化木质素（OLG），并通过FT-IR、13C NMR及二维HSQC NMR解析其结构特征与氧化机制。结果表明，氧化反应促使脂肪族侧链（如β-O-4、β-5、β-β'连接键）断裂，打开环芳香结构，将酚羟基和甲氧基转化为羧基，并降低了产物的色度。自由基淬灭与电子顺磁共振实验证实H2 O2–O3体系产生的羟基自由基的生成量显著高于单独使用H2 O2或O3的处理组。通过对木质素模型化合物（2-甲氧基-4-丙基苯酚）的ESI-MS分析，发现所有氧化路径均生成了脂肪族羧酸，而H2 O2–O3体系还额外产生草酸和2-羰基丁二酸等中间体。将OLG（分子量735 g/mol，羧基含量8.2 mmol/g，酚羟基含量0.17 mmol/g）与铝锆盐（AZ）复配后，OLG–AZ配合物在皮中的渗透均匀性显著提升。所得革样呈浅白色，收缩温度达82.6°C，柔软性优良，且具备良好的物理性能。本研究为木质素基鞣剂在生态皮革生产中的应用提供了新思路，并为木质素资源的高值化利用提出了可行策略。

2.5 一种基于“一体化”壳聚糖的无铬鞣制系统，减少皮革生产过程中的碳足迹

随着人们环保意识的增强，传统制革工艺造成的污染（包括Cr3+和有毒染料的大量排放）已严重制约行业发展。为应对这些挑战，本研究以低聚壳聚糖（COS）为原材料，通过化学改性引入活性蓝R19、柠檬黄和曙红B三种染料，并与铝（III）配位整合，成功开发出兼具高性能染色功能的无铬鞣剂（COS-Dyes-Al）。该鞣剂展现出卓越的鞣制性能：可使皮革收缩温度提升至98.6℃，拉伸强度与撕裂强度分别达到17.4 MPa和70.1N/mm，并具有优异的耐摩擦和耐水洗性能。此外，COS-Dyes-Al通过将鞣制与可控染色功能有效整合，显著降低了环境负荷：该鞣制系统可节约60%〜80%用水量、30%电能及50%〜70%热能，有助于减少制革过程中的碳足迹，符合皮革行业低碳可持续发展方向。

2.6铬废水处理的高效可行技术

铬鞣法是目前全球应用最为普遍的制革工艺。然而，含铬废水和含铬污泥处理成本高昂，引起了严峻的排放与处理难题。全球范围内对废水中铬含量的立法限制始终受到严格管控，大多数国家的排放标准均低于1 mg/L。当前普遍的处理工艺是，通过在pH＜9的条件下沉淀含铬废水以及含铬污泥，从而实现铬的去除。由于油脂和细小纤维易上浮而无法有效沉降，因此采用铬沉淀法难以持续达到铬排放限值。

一种有前景的处理制革废水的新方法是DAF（溶气气浮）处理法，可以连续地处理含铬废水。在蓝湿革制革厂安装的溶气气浮系统已被证实能有效去除制革废水中的铬，使得处理后的废水中铬含量低于0.25 mg/L。该铬处理系统实现了全自动化运行，不仅减少了化学试剂消耗与铬污泥的产生，而且通过精准控制pH值和调节混凝剂、絮凝剂的投加量，确保了铬的完全沉淀。采用溶气气浮技术可连续处理含铬废水，不仅能高效去除铬污染物，还能确保生物污泥内不含铬成分。这种技术为污泥处理开辟了新路径，同时允许生物污泥用于沼气生产。