不同长度金属结合肽对大肠杆菌吸附钯性能的影响

利用微生物吸附法回收铂族金属(PGMs)有较大的应用前景，然而利用基因工程手段改造微生物胞外金属结合基团，进而提升微生物的吸附量与特异性仍是一项挑战。本研究利用微生物表面展示技术，在大肠杆菌(Escherichia coli，简写为E. coli)BL21菌株外膜上展示了不同长度的金属结合肽(EC10、EC20、EC30)，并解析了其对钯(Pd(II))的吸附行为。结果表明，在E.coli BL21表面展示不同长度金属结合肽均能增强其对Pd(II)的吸附量。其中，表面展示了EC20的菌株(简写为E. coli EC20)吸附量最高，为144.25 mg/g，是未进行表面展示菌株的1.14倍；E. coli BL21和E. coli EC20均能够从含多种金属离子的工业废水中选择性吸附Pd(II)和Pt(IV)，两株菌对Pd(II)吸附率分别为96.2%和99.0%。以上研究表明利用表面展示技术增加微生物外膜金属结合基团是一种有效提升微生物吸附能力的手段。     

微生物固定化吸附剂吸附Pd(II)的研究

微生物法在吸附处理重金属污染和回收贵金属方面具有广阔的发展前景。利用载体A固定化大肠杆菌开发了一种高效微生物固定化吸附剂,研究其对Pd(II)的吸附特性,构建其对Pd(II)的动态吸附模型,并开展了循环再生实验。结果表明,吸附柱的穿透时间和耗竭时间与大肠杆菌的浓度、微生物固定化吸附剂的填充量成正相关,与溶液流速成负相关;载体A:粘结剂:大肠杆菌的质量比为4:1:3,固定化吸附剂添加量为15 g、溶液流速3 mL/min时,吸附柱对Pd(II)有较好的吸附效率,穿透时间和耗竭时间分别为60 min和360 min;使用2 mol/L的HCl对负载Pd(II)后吸附剂进行解吸处理,解吸率达到99.32%;吸附-解吸循环5次后,固定化吸附剂对Pd(II)的吸附量基本保持不变。     

黄铜矿与斑铜矿在酸性细菌培养基中的电化学溶解对比(英文)

采用电化学测试和X射线光电子能谱(XPS)测试分析黄铜矿与斑铜矿在酸性细菌培养基中的电化学溶解过程。斑铜矿直接氧化反应比还原反应更容易发生,但黄铜矿既难被氧化,又难被还原。斑铜矿具有更高的氧化速率,从而比黄铜矿更容易被溶解。铜蓝(CuS)是黄铜矿与斑铜矿溶解过程的中间产物。因此,斑铜矿的溶解途径主要为直接氧化过程,中间产物铜蓝(CuS)可能限制其进一步溶解。黄铜矿的溶解途径包含了还原-氧化过程,其中,黄铜矿首先被还原为与斑铜矿类似的中间产物,再进一步被氧化,并产生铜蓝(CuS),而黄铜矿的最初还原过程是其溶解过程的主要限制步骤。     

苯乙烯膦酸体系中细粒金红石的疏水絮团浮选（英文）

通过浮选试验、动电位测试、显微镜观测、激光粒度分析、吸附量测定和DLVO理论研究细粒金红石在苯乙烯膦酸(SPA)体系中的絮团浮选行为。单矿物浮选试验结果表明,苯乙烯膦酸对细粒金红石的絮团浮选具有良好的诱导作用;同时,溶液pH值、剪切力(搅拌速率)和搅拌时间均对絮团浮选效果有一定影响。动电位测试发现,随着SPA的加入,等电点及电位均负向移动,表明矿物与药剂之间主要发生化学吸附。激光粒度分析表明,在搅拌速度为1800 r/min和1000 mg/L SPA时,金红石颗粒的尺寸最大。此外,通过显微镜观测和浮选试验证明絮团的产生有利于细粒金红石的浮选。综上可得,SPA通过化学吸附作用能有效诱导细粒金红石的疏水絮团并增大其颗粒尺寸。最后,通过DLVO理论计算进一步验证SPA与金红石颗粒之间主要发生化学吸附作用,进而促进絮团产物的形成。     

混合中度嗜热微生物浸出两种不同类型低品位铜尾矿的比较研究（英文）

利用混合中度嗜热微生物浸出比较研究两种不同类型的低品位铜尾矿(酸浸尾矿和铜浮选尾矿)在浸出过程中矿物学和微生物学特征的变化。结果表明:两种尾矿的浸出行为具有很大的区别。与铜浮选尾矿相比,酸浸尾矿的浸出液中氧化还原电位较低,[Fe3+]/[Fe2+]的比例和微生物菌体密度较高,导致总铜、原生硫化铜和次生硫化铜的浸出率增加。XRD结果表明,在浸出浮选尾矿中,检测到石膏和金属有机复合物,这些物质会减缓硫化矿物的氧化过程。两种尾矿浸出过程的微生物群落变化明显:酸浸尾矿浸入过程中铁氧化菌的比例高于浮选尾矿浸出的,但硫氧化菌比例低于浮选尾矿浸出的,浸出酸浸尾矿时可以检测到F. thermophilum L1,但在浸出浮选尾矿中检测不到。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿中氧化还原电位、黄铁钾钒和胞外聚合物的关系和影响(英文)

在合成的胞外聚合物(EPS)溶液中,研究不同起始总铁量、不同Fe(III)与Fe(II)摩尔比条件下嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿过程中pH、电位、可溶性铁离子和Cu2+浓度随浸出时间的变化。结果表明:当溶液电位低于650mV(vsSHE)时,因细菌产生的EPS可通过絮凝黄铁钾钒延缓污染,即使铁离子浓度达到20g/L,黄铁钾钒对细菌浸出黄铜矿的阻碍作用也不是致命的,但随着铁离子浓度的增加而增加;细菌氧化的铁离子容易吸附在黄铜矿表面的EPS表层,有黄铁钾钒的EPS层是弱离子扩散壁垒,细菌通过把EPS空间内外的Fe2+氧化成Fe3+,进一步创造高于650mV的电位,导致EPS层离子扩散性能的快速恶化,严重地和不可逆地阻碍生物浸出黄铜矿。     

石墨粉对PEMFC用炭纸性能的影响

以干法成型技术所制备的聚丙烯腈基炭纤维纸作为炭纸坯体,添加有石墨粉的酚醛树脂溶液作为浸渍剂,通过浸渍、模压固化和热处理工艺制得PEMFC用炭纸。结果表明,随石墨含量的增加,炭纸的厚度、孔隙率逐渐增加,透气性、导电能力逐渐增强,密度和抗拉强度呈先增加后降低的变化规律,当石墨粉质量分数达到5%时炭纸的综合性能最佳,其基本性能参数为:厚度0.23 mm,密度0.53 g·cm-3,气透率2 080 mL·mm·cm-·2h-·1mmAq-1,孔隙率66%,平面电阻率2.6 mΩ·cm-1,拉伸强度19.4 MPa,符合质子交换膜燃料电池气体扩散层对炭纸的要求。采用Pt载量为0.5 mg·cm-2的MEA,在H2/Air=1.2/2.5、温度65℃、常压条件下进行单体电池性能测试,电流密度为800 mA·cm-2时输出电压为0.65 V,电池输出性能较好。     

生物吸附法回收溶液中铂族金属的研究进展

铂族金属具有诸多优良的物化特性,广泛应用于制药行业、催化领域、微电子材料和饰品投资等。全球铂族金属储量少,研究铂族金属资源二次回收利用意义重大。微生物吸附机理主要包括静电吸附、离子交换、表面络合和氧化还原作用等,该法具有工艺简单、经济环保、选择性强等优点,因此,在金属离子回收领域有较大的发展前景,代表着未来技术的发展方向。     

古菌生物浸出黄铜矿过程中的表观硫氧化活性表征

对4株纯的极端嗜热古菌及它们的混合菌在生物浸出黄铜矿过程中的硫氧化活性进行对比研究。结果表明,混合菌比纯菌拥有更高的硫氧化活性,它大幅度促进黄铜矿浸出率的提高。表征嗜热古菌硫氧化活性的参数值通常受很多因素的影响,以致在不同的硫氧化菌和不同的条件下生物浸出黄铜矿时,这些参数很难准确地反映出相应的硫氧化活性。因此,期待找到一种能有效表征浸矿菌硫氧化活性的方法。     

嗜酸兼性异养菌Acidiphilium sp.DX1-1的分离、特征及其浸矿行为(英文)

研究了一株源自江西德兴铜矿矿区的中温嗜酸兼性异养菌Acidiphilium sp.DX1-1的分离、鉴定、特征及其浸矿行为。菌株Acidiphilium sp.DX1-1为短杆状革兰氏阴性菌,最适合的生长温度为30℃,最适合的生长pH约为3.5。该菌株具有广泛的底物利用特性,可以利用有机物进行异养生长并在细胞内积累聚羟基丁酸酯,也可以利用单质硫、三价铁等无机物进行自养生长。系统发育分析表明DX1-1属于Acidiphilium属,与Acidiphilium cryptum and Acidiphilium multivorum的同源性大于99%。在铁闪锌矿生物浸出过程中,Acidiphilium sp.DX1-1表现出极强的浸矿能力,其作用不仅仅是之前报道的作为其他自养嗜酸浸矿细菌的辅助者。在初始pH3.5时,DX1-1能够在一个月内单独地浸出铁闪锌矿中40%的锌。该浸出率高于它与A.ferrooxidans混合以及A.ferrooxidans单独浸出铁闪锌矿(初始pH均为2.0)的浸出率。