中文摘要：

凹凸棒是具有一维纳米结构的含水富镁铝硅酸盐粘土，在本研究计划中,我们将用光散射、圆二色谱、X-射线衍射、电镜、拉曼光谱等方法,研究凹凸棒存在下对胶原蛋白各级结构的影响和二者之间的相互作用，包括纳米凹凸棒如何诱导和调控胶原的聚集, 胶原从三股螺旋分子到聚集态结构的转变，胶原微纤维的堆积结构和网络结构的变化；并结合热分析等方法测量胶原纳米杂化体的热稳定、耐紫外辐照、透水汽、阻隔气体和动态力学等性能。我们将系统地变化过程条件、修饰凹凸棒和胶原的表面性质,研究凹凸棒在胶原中的结构形态及与胶原的作用机理，从而了解微观结构与分子相互作用和宏观性能之间的关系。该项目将为进一步研发生物高分子纳米复合材料和拓展凹凸棒粘土在制革等工业中的应用提供理论基础。

结论摘要：

凹凸棒是具有一维纳米结构的含水富镁铝硅酸盐粘土，在本项目中，我们用荧光光谱、微量热（MicroDSC）、傅立叶红外（FT-IR）、X-射线衍射、原子力显微镜（AFM）、电镜等方法，研究了凹凸棒存在下对胶原蛋白各级结构的影响和二者之间的相互作用；并结合热分析等方法测量胶原纳米杂化体的热稳定性、强度等性能。实验结果显示在pH为4的醋酸溶液体系中，PAtt的加入导致胶原纤维的收缩和聚集，三维构象的变化改变了酪氨酸的局部溶液环境，但是并未改变三股螺旋主链结构。胶原与PAtt之间的相互作用主要为氢键和静电作用，不排除疏水作用及范德华力。与纯胶原相比，PAtt-胶原纳米复合材料的热稳定性随着PAtt的增加而提高。这对于开发PAtt的应用及制备胶原基功能复合材料有重要意义。 研究了凹凸棒晶的表面接枝改性，发现在用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学改性凹凸棒引入活性NH2的反应中，纳米棒晶的表面吸附水会促进表面接枝率的提高。通过系统研究改性条件和凹凸棒的晶体结构变化，可以调控表面接枝改性程度而不会影响凹凸棒的特征结构。 基于凹凸棒独特的层链状分子结构、表面活性高、耐环境稳定性强、并具有一定的离子交换能力等性质，采用皮粉胶原和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性凹凸棒(OAtt)合成了OAtt/胶原纳米复合材料，通过HPLC分析可知，OAtt/皮粉胶原纳米复合材料对单宁酸具有很好的选择性吸附性能；OAtt质量分数为2 %的复合材料对单宁酸的单位吸附量最大。另外，将氧化锰固载在纳米粘土上，通过了浸渍，沉淀，煅烧的方法制备了氧化锰/AT复合材料，用以去除制革废水中的高环境危害物S2-。研究了氧化锰/AT复合材料的煅烧温度，锰的负载量，以及用量对硫化物去除率的影响规律，优化出具有较好去除效果的实验方案。 该项目研究为进一步研发生物高分子纳米复合材料和拓展凹凸棒粘土在制革等工业中的应用提供了理论和实验基础。