微生物吸附-化学还原法合成金钯纳米线机理研究

采用微生物吸附-化学还原法,以大肠杆菌(ECCs)为模板、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为保护剂、抗坏血酸(AA)为还原剂制备金钯纳米线(Au-Pd NWs),考察不同金钯摩尔比对合成金钯纳米材料的影响,并通过SEM、TEM、XRD等技术进行了表征,研究其形成机理。结果表明,吸附还原作用使ECCs在短时间内还原生成了少量Pd(0)和Au(0),大量的钯离子和金离子聚集在ECCs表面周围;还原剂AA的加入使ECCs表面成为优先成核位点,菌体表面基团与晶核相互作用阻止其迁移;在CTAB的作用下,菌体表面的纳米颗粒逐渐形成链状纳米中间结构,中间结构通过Ostwald熟化作用进一步形成Au-Pd纳米线。通过ECCs和CTAB协同作用,有利于一维纳米结构的生长。     

大肠杆菌对铂(IV)的吸附特性及行为表征

比较了10种菌株对纯溶液中铂(IV)的吸附效果,优选出大肠杆菌作为吸附剂,并对其吸附行为进行了表征和研究。吸附动力学及颗粒内扩散模型表明,大肠杆菌对铂(IV)的吸附过程经历了快速的表面吸附和缓慢吸收2个阶段,并可在60 min内达到吸附平衡;吸附后的SEM、TEM形貌表征显示,大肠杆菌菌体细胞发生形变,皱缩并团聚;XPS结果显示,部分铂(IV)转化为铂(II),表明吸附过程中发生了还原。在25℃、pH=7.0、6 h的条件下,大肠杆菌对初始浓度为100 mg/L的Pt(IV)溶液的吸附率为96.66%。     

微生物吸附-化学还原法制备金钯合金纳米线

采用微生物吸附-化学还原法,失效金、钯催化剂为原料,以大肠杆菌为模板、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为保护剂、抗坏血酸为还原剂制备金钯合金纳米线(Au-Pd NWs),用SEM、TEM、XPS、XRD等技术对金钯合金纳米线进行了表征。结果表明,在大肠杆菌菌粉量为0.5 g/L、CTAB量为5.0 mmol/L、抗坏血酸浓度为1.0 mmol/L反应条件下,当金钯摩尔比控制在3:1~1:3之间,均有较大量纳米线生成,金钯摩尔比为1:1时形貌最佳;CTAB浓度对金钯合金纳米线直径影响较大。表征结果显示,金钯纳米线的晶面间距为0.232 nm,是一种具有面心立方(fcc)、多晶结构的双金属合金纳米线。     

普罗威斯登菌对钯(Ⅱ)的吸附特性研究

将普罗威斯登菌作为吸附剂来研究其对钯(Ⅱ)的吸附特性,探讨了pH、离子强度对吸附效果的影响以及吸附过程中的菌体活性和离子交换机制。结果发现,pH和离子强度对生物吸附的影响很大,菌体表面的钙、镁和钾等阳离子和钯(Ⅱ)离子发生了非化学计量的离子交换。另外,生物吸附与菌体活性无关,吸附过程中绝大部分菌体死亡。     

改性海泡石作为循环使用的吸附剂在酸性溶液中吸附Pd(Ⅱ)的应用（英文）

研究以改性海泡石作为吸附剂从酸性溶液中回收Pd(Ⅱ)的吸附特性和机理;通过等温模型、动力学和热力学模型分析改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附特性;利用SEM-EDS、TEM和XPS技术研究改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附机理。Langmuir模型表明,当温度为30°C时,改性海泡石对Pd(Ⅱ)的最大吸附量为322.58 mg/g。动力学实验结果表明,准二级动力学模型能较好地模拟改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附过程,化学吸附为改性海泡石吸附Pd(Ⅱ)的控速步骤。当Pd(Ⅱ)的初始浓度为100 mg/L时,1 g/L改性海泡石可吸附99%的Pd(Ⅱ)。吸附-脱附循环实验结果表明,改性海泡石具有良好的稳定性和重复使用性。本研究结果表明,改性海泡石是一种可高效且经济的Pd(Ⅱ)回收材料。     

PDA@Ag纳米复合材料的制备及抑菌性能研究

以多巴胺为原料,在碱性条件下通过自聚合制备聚多巴胺(PDA)亚微球,将银离子(Ag+)原位还原为银(Ag),负载在亚微球表面合成核壳型纳米PDA@Ag复合材料。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)对其进行表征,结果表明合成了核壳型PDA@Ag复合材料,吸附在亚微球表面的纳米银尺寸约为25nm。以金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)为模式菌,用纳米银作参比,比较其抑菌活性。结果表明,PDA@Ag比纳米银具有更优异的抑菌性能,且对细胞壁中含有少量的磷脂双分子层的大肠杆菌更为敏感。     

碳纳米钯的生物合成及其催化性能研究

将奥奈达希瓦氏菌(S. oneidensis MR-1)原位还原形成的零价纳米钯颗粒负载在碳纳米管(CNTs)表面,制备了Pd/CNTs纳米复合材料。用TEM、XPS等多种手段对材料进行了表征,并用对硝基苯酚(4-NP)的还原降解反应评价了Pd/CNTs的催化性能。表征结果表明,钯纳米颗粒(直径2~3 nm)较均匀地分散在CNTs表面;钯负载在CNTs上会造成其拉曼峰强的增大和特征峰的偏移,且结晶度和颗粒数目随着负载量的增加而增加。性能评价表明,Pd/CNTs对4-NP还原降解具有较高催化性能,较其催化效率较单一的CNTs降解效率提高了6.3倍;在pH = 10的条件下,5% Pd/CNTs催化18 min可将4-NP降解99.5%,经6个反应循环后对4-NP的去除率仍保持在95.2%。     

不同络合剂改性活性炭的松香歧化用Pd/C催化剂性能

采用3种不同络合剂(马来酸、柠檬酸钠、水杨酸钠)对活性炭进行改性,并以未经改性的活性炭为对比,研究了络合剂改性活性炭对Pd/C催化剂的松香歧化性能的影响。傅里叶变换红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及透射电镜(TEM)结果表明,经过马来酸、柠檬酸钠和水杨酸钠修饰改性的活性炭表面存在与Pd具有较强络合能力的配离子,这些配离子成为Pd前驱体的吸附锚定位,有利于形成粒径较小的Pd颗粒,提高了Pd的利用率。以改性后的活性炭为载体,制备得到的Pd/C催化剂活性均明显高于未经处理的活性炭的。     

一种MAL改性水凝胶球珠对铅离子的吸附（英文）

采用海藻酸钠对MAL粉末进行包埋制备水凝胶材料Hydrogel-Ⅰ,并将其应用于水中铅离子的去除。采用响应曲面法结合中心复合设计优化Hydrogel-Ⅰ的制备条件及其吸附Pb(Ⅱ)的操作条件。XPS揭示Hydrogel-Ⅰ携带的—OH、—COO—、—NH、—NH₂和—CSS等官能团与Pb(Ⅱ)产生吸附结合。在吸附过程中,离子交换、表面络合、静电吸引和孔填充均发挥作用。比较Hydrogel-Ⅰ凝胶颗粒和MAL粉末对Pb(Ⅱ)的吸附性能。虽然上述两种材料具有较为接近的吸附速率和最大吸附量(qm),但Hydrogel-Ⅰ表现出更好的重复利用性,同时,更容易从水溶液中分离出来。与其他有机水凝胶材料相比,Hydrogel-Ⅰ具有较快的吸附速度和较高的吸附容量。上述结果表明,Hydrogel-Ⅰ具备较好应用潜能,可用于Pb(Ⅱ)的吸附。     

纤维状材料对模拟高放废液中钯的吸附行为

为从高放废液中分离富集钯Pd(Ⅱ),考察纤维状吸附材料Smopex~?-102 FG对Pd(Ⅱ)的静态吸附行为,研究HNO_3浓度、接触时间、初始金属离子浓度、温度对Pd(Ⅱ)吸附行为的影响,并考察吸附过程的动力学和热力学。结果表明:在研究条件下,Smopex~?-102 FG对Pd(Ⅱ)的吸附分配系数Kd随HNO_3浓度的减小而逐渐增加,在HNO_3浓度为0.001 mol/dm~3时,分配系数Kd为142.0 cm~3/g。Smopex~?-102 FG吸附Pd(Ⅱ)的动力学过程迅速,20 min即达到平衡状态,且平衡吸附率(R)皆在70%以上,吸附动力学符合拟一阶和拟二阶动力学模型,理论平衡吸附量与实验值(Q_e=19.82 mg/g)基本吻合。Weber-Morris粒内扩散模型表明,Pd(Ⅱ)在纤维状吸附材料Smopex~?-102 FG的表面和颗粒内的扩散共同控制吸附速率。与此同时,随着初始金属离子浓度的增大,Smopex~?-102 FG对Pd(Ⅱ)的平衡吸附量呈线性增加,而其对Pd(Ⅱ)的吸附率却随之减小,吸附过程遵循Freundlich等温吸附模型,为优惠吸附。从热力学实验结果可知,该吸附是自发吸热过程,温度升高有利于吸附过程的进行。静态吸附实验表明,纤维状吸附材料Smopex~?-102 FG对钯离子表现出良好的吸附性能,是一种适用于处理高放废液中Pd(Ⅱ)的吸附材料。     

S300树脂对汽车失效催化剂浸出液中Pd(Ⅱ)的吸附行为

基于实验室合成的S300树脂对汽车失效催化剂浸出液中Pd2+吸附过程进行研究,考察温度、溶液体系中HCl浓度、吸附时间等因素对Pd2+在S300树脂上吸附行为的影响,并对Pd2+在S300树脂中的动力学特性、交换等温线、复杂体系中的选择性以及解吸过程进行研究,根据表征结果分析在盐酸体系下S300树脂的吸附机理.结果表明...     

Selective adsorption of bacteria on sulfide minerals surface

The adsorption of bacteria on sulfide minerals surface was studied, and the selective adsorption mechanism of cells on the sulfide minerals was investigated by means of FTIR, UVS and XPS. The results show that the three strains of bacteria adsorbed more preferentially on pyrite than on other two sulfide minerals surface at neutral and alkaline pH conditions. FTIR and UVS of three strains of bacteria indicate that there are more functional groups on their surface, such as O---H, C=O, N--H, C--43, and the content of saccharide is more than that of protein. The state of every element on sulfide minerals surface was analyzed by XPS. The empty orbital number of electronic shell of metal ions on minerals surface is important in selective adsorption process, and some stable constants of metal coordinates can be used to explain the contribution of some groups in saccharide of cell wall to the selective adsorption.     

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。     

Adsorption behavior of Pd(Ⅱ) from aqueous solutions by D201 resin

The adsorption and desorption behaviors of Pd(Ⅱ) on D201 resin were investigated. The effects of parameters including HCl concentrations, initial metal ion concentrations, contact time, and temperature on the adsorption of Pd(Ⅱ) were studied by batch method. The HCl concentration for studying the effects was set from 0.01 to 2 mol·L-1 and the optimal adsorption condition is in 0.01 mol·L-1 HCl solution. The adsorption isotherm of Pd(Ⅱ) on D201 resin was determined and the equilibrium data fitted the Langmui...     

Pdx-Co/C催化甲酸的电氧化性能研究

以活性碳(Vulcan XC-72)为载体,用化学还原法制备了不同Pd/Co摩尔比的Pdx-Co/C催化剂。用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征,采用循环伏安法考察了催化剂对甲酸电氧化反应的催化性能。结果表明,Pdx-Co复合催化剂粒子均匀分散在碳载体表面;催化剂中掺入的少量Co元素部分进入Pd晶格,形成了Pd-Co合金;随着Pd/Co摩尔比的增加,Pd颗粒粒径先增大后减小,催化活性也表现出相同的变化趋势;当Pd:Co=8:1时,所得Pd8-Co/C对甲酸氧化的催化活性最高,峰电流密度可达到15.907 mA/cm²。     

新型铜硫浮选分离硫氨酯捕收剂的合成及吸附机理（英文）

设计合成一种新型铜硫浮选分离捕收剂：O-异丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯(IPDTC)。先利用密度泛函理论计算IPDTC的电子结构。结果表明,IPDTC比O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯(Z-200)具有更高的最高占据分子轨道能量和更低的电负性。根据相互作用能判据预测IPDTC具有较强的捕收能力。浮选试验表明,IPDTC对黄铜矿和黄铁矿的捕收能力强于Z-200。通过表面张力、吸附量、XPS、FTIR和zeta电位等方法研究捕收剂的浮选机理。研究发现,IPDTC可降低溶液表面张力。IPDTC在黄铜矿表面的吸附能力强于黄铁矿,这与浮选试验结果相吻合。FTIR、zeta电位和XPS结果表明,IPDTC通过形成Cu—S—C键在黄铜矿表面发生较强的吸附作用,但在黄铁矿表面的吸附作用较弱。     

Depressing behaviors and mechanism of disodium bis (carboxymethyl) trithiocarbonate on separation of chalcopyrite and molybdenite

This work focuses on the organic depressant, disodium bis(carboxymethyl) trithiocarbonate (DBT), as a selective depressant in copper-molybdenum sulfide flotation separation. Micro-flotation, Zeta potential, FTIR and XPS measurements were carried out to investigate the selective depression mechanism of DBT on chalcopyrite. Zeta potential and FTIR measurements revealed that DBT had higher affinity for chalcopyrite than molybdenite and the XPS results of chalcopyrite before and after treatment with DBT further proved that DBT adsorbed on chalcopyrite surface. The investigation indicates that the mechanism of DBT adsorbing on chalcopyrite is mainly physical adsorption. Locked circuit experiments were carried out and the results showed that DBT could be considered as a cleaner option in commercial Cu-Mo flotation separation circuits.