Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附热力学和动力学特性

以黑曲霉菌作为生物吸附剂,研究其对Au(Ⅲ)离子的吸附特性,考察了pH值、吸附时间、温度和初始Au(Ⅲ)离子浓度等因素对吸附过程的影响。结果表明,Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附过程对溶液pH值具有一定的依赖性,最佳pH值为2.0～3.0。升温能明显加快吸附进程,20℃下吸附过程分为2个阶段进行,分别对应于Au(Ⅲ)离子还原前和还原后的吸附,24 h后吸附趋于平衡,而30、40、60℃下吸附过程均无明显分段现象,并分别于12、6、1 h后趋于吸附平衡。Au(Ⅲ)离子初始浓度<233.32 mg·L^-1时,吸附量几乎不随温度的变化而变化,初始浓度>367.94 mg·L^-1时,升温明显促进了吸附的进行。Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附等温线可用Langmuir方程很好地模拟,20、30、40、50℃时其饱和吸附量分别为185.19、202.02、235.85、277.78 mg·g^-1。热力学参数Gibbs自由能变(ΔG⁰)、吸附焓变(ΔH⁰)和吸附熵变(ΔS⁰)的计算结果表明,Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附过程是一个自发的吸热和熵增过程。吸附动力学可用准二级速率方程描述,吸附活化能为55.71 kJ·mol^-1。傅里叶变换红外光谱分析的结果进一步揭示了菌体表面的酰氨基、羧基和羟基是参与吸附的主要功能基团。     

化工热力学中相平衡的教学研究探讨

相平衡是本科生化工热力学课程的核心内容。针对化工热力学相平衡章节概念抽象,公式繁琐等特点,在教学过程中通过采用企业实际生产案例教学,灵活利用现有的计算机程序,增加学生综合训练的机会,加强与学生的课上课下网络互动等方法,教学中开始尝试新的教学技术手段如雨课堂。希望可以促使学生改被动学习为主动学习,提高学习积极性。借此强化学生理论联系实际的能力,为日后的毕业设计打下基础,培养出优秀的化工人才。     

毕赤酵母还原制备Ag/ZrO_2催化剂及其催化1,2-丙二醇选择氧化反应研究

将微生物还原法制备银纳米颗粒的技术引入到催化剂的制备当中,以毕赤酵母菌体干粉作为还原剂制备纳米银粉,采用溶胶负载法将银负载获得Ag/ZrO2催化剂,利用TEM、XRD、UV-Vis DRS等方法对催化剂进行了表征,并将所制备的催化剂用于1,2-丙二醇选择氧化制备丙酮醛的反应中。研究表明,在1,2-丙二醇的空速为5.2 h-1,反应温度340℃时,450℃下焙烧的银负载量为8%的Ag/ZrO2催化剂获得了最佳的催化反应性能,1,2-丙二醇的转化率达到96.8%,丙酮醛的选择性达到78.3%。     

植物法制备Au/Fe3O4催化剂及其在肉桂醛选择加氢中的应用

负载型纳米Au催化剂在许多还原反应中表现出良好的催化活性和选择性,是一类很有发展前景的选择性加氢催化剂。以侧柏叶提取液为还原Au(III)溶液的生物质,采用原位还原法制备了Au/Fe3O4催化剂,利用TEM、XRD、XPS等方法对催化剂进行了表征,以肉桂醛选择性加氢为模型反应,考察了催化剂的催化性能,并对肉桂醛选择性加氢的工艺条件进行优化,得到最佳制备条件为:Au负载量为1.0%,焙烧温度为200℃。最佳反应工艺条件为:反应温度60℃,反应压力5.0 MPa,催化剂用量为0.30 g,乙醇为溶剂。在此条件下反应3 h,肉桂醛的转化率为86.4%,肉桂醇的选择性为69.3%。     

黑曲霉负载银纳米颗粒的制备及其抗菌性能

采用非酶还原法,以黑曲霉菌原位还原银氨离子制备一种新型银纳米颗粒（AgNPs）/菌体复合抗菌材料,着重考察了反应温度与pH值对还原过程和所得复合材料的抗菌性能及稳定性的影响。结果表明,在温度为30℃、60℃和pH 9.5、11.5条件下,能够合成出粒径为6.9～8.2 nm的近球形AgNPs。该AgNPs均匀地分布在菌体表面上,对E.coli显示出高的抗菌性能：最小抑菌浓度(MIC)为217～434 mg·L^-1（以菌粉总质量表示）或8～20 mg Ag·L^-1（以银含量表示）。提高反应温度有利于提高菌体银负载量,但AgNPs粒径增大,抗菌性能有所下降;提高反应pH值有利于提高还原速率,而对抗菌性能影响不显著。复合材料中AgNPs与菌体结合牢固,单位质量复合材料释出的Ag⁺含量为1.7～6.8 mg·g^-1,提高反应温度和pH值后Ag⁺的释出均减少。     

毕赤酵母-表面活性剂协同作用制备Au纳米线

在毕赤酵母-十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的协同作用下利用抗坏血酸(AA)还原氯金酸(HAuCl₄)制备Au纳米线, 采用SEM、TEM、HRTEM及SAED等手段对Au产物进行表征,结果表明产物为带有分支结构的Au纳米线,纳米线在分叉处的晶型是连续的,具有多晶结构的特征。研究发现,菌体-HAuCl₄的相互作用对于后续纳米线的生成过程至关重要,部分Au(Ⅲ)可吸附在菌体表面并被还原为很小的Au(0),在AA加入后纳米线的生成过程中起到了晶种的作用。菌体-HAuCl₄作用时间过长会导致菌体表面生成的Au(0)趋于稳定,不利于进一步生长为Au纳米线。菌体-表面活性剂的协同作用导致分支结构的多晶Au纳米线的生成。