微生物浸出低品位氧化物型镍钴矿研究新进展

微生物浸出技术是处理低品位矿石的有效措施。但目前我国主要针对硫化矿的自养微生物浸出进行研发,而对异养微生物浸出氧化型矿石研究很少。异养微生物可通过其产生的代谢产物的酸解、还原、碱解及络合作用来提取或者溶解低品位氧化物型镍钴矿中的镍、钴金属,有助于解决目前我国镍钴资源短缺及为重金属污染治理提供技术方法。本文针对低品位氧化型镍钴矿、风化壳、以及冶金渣、废电池、废催化剂等二次资源,介绍了世界镍钴资源的现状和低品位氧化物型镍钴矿的资源类型,对异养微生物浸出低品位氧化物型镍钴矿研究现状进行了剖析,指出了异养微生物冶金的主要浸矿条件和存在难题,提出了氧化物型镍钴矿微生物浸取的研究方向。     

水钠锰矿光电催化降解亚甲基蓝及其机理研究

水钠锰矿在自然界分布广泛、容易制备、光谱响应宽,受到越来越多的关注并被应用于环境治理领域。该研究通过电沉积法高效快速制备了水钠锰矿电极,研究其在可见光下对亚甲基蓝的光催化降解效果,通过添加空穴(h+)捕获剂甲酸和羟基自由基(·OH)捕获剂异丙醇分析光催化降解机理。结果表明,通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱证实合成物质为水钠锰矿,并且无其他矿物结晶相。紫外可见漫反射吸收谱显示水钠锰矿电极可吸收300～700 nm的光。通过Tauc方程计算得水钠锰矿电极直接带隙为2.8 V,间接带隙为2.4 V。在1.0 V恒定电压下,黑暗中反应3.5 h后亚甲基蓝的吸附率为11.0%,而光照下亚甲基蓝的降解率为67.0%,并且12h后降解率可达98.5%。光照下亚甲基蓝的降解率显著提高,印证了水钠锰矿具有良好的表面光催化性质。分别向反应体系中添加0.7%的甲酸和1.0 mmol/L的异丙醇后,亚甲基蓝的降解率降低到47.7%和34.6%;经动力学计算得出甲酸对h+的淬灭率为35.944%,异丙醇对·OH的淬灭率为56.760%。通过加入捕获剂发现水钠锰矿主要通过光生h+和·OH对亚甲基蓝进行氧化降解作用,其中·OH的氧化作用强于h+。     

固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制及热力学研究

以聚乙烯醇和海藻酸钠作为载体,制备了固定化啤酒酵母菌颗粒。研究了固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制和吸附热力学。结果表明:(1)吸附Sr2+后的固定化啤酒酵母菌的内部结构更松散,更有利于固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附。(2)固定化啤酒酵母菌吸附Sr2+后,部分-OH参与了吸附,使形成的氢键部分断开,振动峰发生蓝移。另外,由于-NH2和-CO-NH-中的N原子可提供孤对电子与有空轨道的Sr2+配位,从而改变了基团的极性。(3)当Sr2+初始质量浓度为10～200mg/L时,固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附模型,但符合Langmuir吸附模型的程度更优,这说明固定化啤酒酵母菌与Sr2+之间主要通过分子间引力产生吸附,是以单分子层吸附为主的物理吸附。     

天水大气降尘矿物与水作用产生羟基自由基研究

利用高效液相色谱法测定了甘肃天水市麦积镇降尘与水作用产生羟基自由基(·OH)的能力,并根据降尘中主要矿物的百分含量对降尘与水作用产生·OH进行理论和混合模拟.结果表明,天水降尘中的主要矿物组成为石英,方解石,钠长石,白云母.降尘及组成矿物成分与模拟降尘与水作用产生·OH能力大小顺序为:方解石(1.30×10^-10 mol)>理论模拟降尘(5.47×10^-11 mol)>降尘(5.34×10^-11 mol)>石英(2.90×10^-11 mol)>白云母(1.90×10^-11 mol)>钠长石(1.09×10^-11 mol)>混合模拟降尘(7.16×10^-12 mol).降尘中的矿物成分是降尘与水作用产生·OH的主要贡献者.降尘中矿物的组成和在水溶液中金属离子与有机物的溶出,降尘与水作用时的接触表面积,矿物组分之间水溶液中的相互作用,可能是导致降尘,混合模拟降尘,理论模拟降尘三者与水作用产生·OH量有所差异的原因.     

培养条件下酵母菌吸附铀的研究

研究在培养条件下对活酵母菌吸附铀的能力作了初步研究。利用偶氮胂Ⅲ作为显色剂采用分光光度法测定铀浓度的变化,结合标准曲线计算生长曲线,对酵母生长的抑制及吸附率。结果表明:酵母菌生长曲线基本符合S型生长曲线模型;低铀浓度、短培养时间时铀对酵母菌生长起促进作用,当铀浓度达到0.6mg/mL时才明显表现为抑制作用;铀浓度对吸附率的影响曲线符合典型的吸附等温线模型,随着铀浓度增大,吸附量总趋势增大;在培养条件下酵母菌对铀的处理以6～10h为佳;在低铀浓度下,铀的吸附可由Langmuir和Freundlich吸附模型模拟。     

酵母菌对锕系核素239Pu的富集行为及减量化研究

为了探究微生物对锕系核素的提取分离性能,利用化学预处理和湿法消解法,初步研究了模式微生物——酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)对中高放废液中主要锕系核素239Pu的富集减量效果研究. 结果表明:①pH=5时,活体及灭活酵母菌对239Pu的最佳吸附率均可高达99%,富集239Pu后,酵母菌经灰化处理可减量97%以上. ②经脱蛋白和脱乙酰化学预处理后,酵母菌对239Pu的吸附能力明显下降. ③随着作用时间的延长,239Pu进入胞内的比例逐渐增加,吸附96 h时,约75.64%的239Pu络合在细胞表面,约24.36%的239Pu以稳定形式在胞内外赋存;经过6批次酵母菌吸附,239Pu(Ⅲ)的放射性活度浓度从7.35×106 Bq/L梯次递降至2.30×103 Bq/L. ④针对真实中放废液,2次酵母菌吸附后,总α放射性活度浓度可降低2个数量级,总β和总γ放射性活度浓度均仅降低10%左右. 研究显示,利用酵母菌等微生物对放射性废液中锕系核素239Pu的提取和分离是可能的.      

工业矿物粉尘对肺泡巨噬细胞影响的体外研究

为了评价来自全国6个矿床的6种工业矿物粉尘的细胞毒性,采用细胞培养技术,观察6种纤维状粉尘对兔肺泡巨噬细胞膜受损的程度及方式、氧化与抗氧化系统、膜流动性的影响．结果表明,纤维状硅灰石、斜发沸石无细胞毒性;纤状海泡石、纤维状坡缕石、纤维状水镁石、纤维状蛇效石石棉则表现出不同程度的细胞毒性．矿物纤维粉尘的细胞毒性与其表面它能团OH^－及其数量有关．     

Ti_5O_9-Ti_4O_7电极电化学处理2,4,6-三硝基苯酚废水

采用压片-烧结法制备了Ti5O9-Ti4O7电极,采用XRD和SEM技术对Ti5O9-Ti4O7电极进行了表征。以自制的Ti5O9-Ti4O7电极为阳极,电解处理含2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的模拟废水,考察了电流密度、电解质质量浓度、废水p H、废水温度和反应时间等因素对废水COD去除率和TNP降解率的影响。表征结果显示:该电极的主要成分为Ti5O9,并含有部分Ti4O7;该电极的比表面积较大。Ti5O9-Ti4O7电极电解处理含TNP废水的最佳实验条件为:电流密度20 m A/cm2、电解质Na2SO4质量浓度6.0 g/L、废水p H为7、废水温度30℃。在此最佳条件下电解反应180 min后,COD去除率为90.6%,TNP降解率为93.9%,表明Ti5O9-Ti4O7电极具有较高的催化能力和电流效率。