D01菌体(1)和吸附Au3+24h 的D01菌体(2)的红外光谱
细菌与金属离子之间的相互作用,是生物技术在环境治理和生物矿化等方面的应用基础. 近年来,有关微生物在其中所扮演的角色一直为人们所关注. 我们曾在细菌湿法冶金法回收贵重金属的研究工作中,对地衣芽孢杆菌( Bacilluslicheniformis) R08菌体吸附和还原钯(Pd2+)的作用机理进行较深入的探索研究;有关金(Au3+)的微生物吸附和还原的特性及应用也作了系列报道,但其生物吸附的作用机制及理论依据还有待进一步阐明. 本文将在原有的基础上,进一步就D01菌体对Au3+生物吸附的化学动力学和热力学行为及其微观作用过程进行报道,为生物除污、生物矿化以及改进还原法制备高分散度负载型金催化剂提供科学依据.
菌株D01从生态环境中分离筛选出, 经鉴定属巨大芽孢杆菌( Bacillus megatherium). 休眠的D01菌体对Au3+具有较强的吸附和还原能力. 在30℃和pH3.0条件下D01菌体(250mg/L)与0.5 mmol/L氯金酸溶液作用2h后,该菌体对Au3+的吸附量达300 mg/g.
厦门大学化学系林种玉等人对休眠的巨大芽孢杆菌( Bacillus megatherium) D01菌体吸附Au3+的作用过程进行了谱学表征.运用AAS考察了pH、时间和温度对D01菌体吸附Au3+过程的化学动力学和热力学相关参数的影响. D01菌粉中硫元素含量的EDX分析说明该菌体中对Au3+具有还原作用的L2半胱氨酸和蛋氨酸的含量极少;D01菌体水解后葡萄糖含量的UV-vis 测定说明该菌体水解产物中含有一定量的还原糖. 空白的和吸附Au3+的D01菌体的FTIR检测表明该菌体细胞壁肽聚糖层糖类化合物的羟基和肽链侧链氨基酸残基离子化羧基为吸附Au3+的活性基团;肽聚糖层部分多糖的水解产物低聚糖、二糖及单糖等还原糖的半缩醛羟基游离态醛基为电子供体,将Au3+原位还原成Au0. 葡萄糖和Au3+相互作用的XRD和FTIR表征证明Au3+是在还原糖的醛基上直接被还原成Au0.