硫酸盐还原菌制约纳米磁性铁氧化物分解和转化的机理研究

发布时间：2023-05-07 21:40

　　纳米磁铁矿和纳米磁赤铁矿是铁氧化物的重要组成部分,决定着岩石、土壤和沉积物的磁性。为研究两种磁性矿物在硫化环境中的潜在稳定性,研究开展了硫酸盐还原菌(SRB)作用下煅烧成因多孔纳米磁铁矿和磁赤铁矿的分解和转化实验,重点考察短期(31 d)和长期(165 d)及有/无硫酸盐条件下矿物分解、转化的过程和机制。初步获得如下结果:在有SRB的短期实验中,磁铁矿和磁赤铁矿体系的磁化率均持续上升,在31d实验结束时磁铁矿体系中磁化率达到最大,磁赤铁矿体系中磁化率已出现小幅下降。在含SO₄^2-的磁铁矿和磁赤铁矿实验中,SRB的还原作用分别导致22.4%和5.1%的硫酸盐转化为酸可挥发性硫(AVS)。X射线光电子能谱(XPS)分析发现,部分磁赤铁矿中的Fe(III)被AVS和SRB还原为Fe(II),造成矿物溶解、粒径减小,同时有多种形态的硫化物沉淀生成。X射线衍射(XRD)和M?ssbauer谱分析表明,纳米磁赤铁矿有通过SRB的电子传递作用固相转化为磁铁矿的趋势,在此过程中有超顺磁相生成。在有SRB的长期实验中,前25 d磁铁矿体系中磁化率迅速上升,随后...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和目的
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
        1.1.3 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 硫酸盐还原菌
        1.2.2 磁性铁氧化物
            1.2.2.1 磁铁矿的矿物学特征
            1.2.2.2 磁赤铁矿的矿物学特征
            1.2.2.3 磁性铁氧化物的成因与性质
        1.2.3 微生物与铁氧化物交互作用
    1.3 论文主要工作量
第二章 煅烧制备纳米磁铁矿和磁赤铁矿
    2.1 磁铁矿与磁赤铁矿的选择
    2.2 实验原材料及制备方式
        2.2.1 实验原材料
        2.2.2 制备方式
第三章 菌种扩培与实验设计
    3.1 硫酸盐还原菌的来源与扩培
    3.2 实验设计
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 分析方法
第四章 短期实验
    4.1 溶液和固体的理化参数
    4.2 反应后的XRD峰谱
        4.2.1 磁铁矿的XRD
        4.2.2 磁赤铁矿的XRD
    4.3 磁赤铁矿的XPS
        4.3.1 Fe元素的XPS
        4.3.2 S元素的XPS
    4.4 磁赤铁矿的M?ssbauer谱
    4.5 磁化率变化(MS)
        4.5.1 磁铁矿的磁化率变化
        4.5.2 磁赤铁矿的磁化率变化
    4.6 讨论
        4.6.1 SRB还原纳米磁赤铁矿的机制
        4.6.2 硫酸盐的影响
    4.7 本章小结
第五章 长期实验
    5.1 溶液和固体的理化参数
    5.2 磁铁矿、磁赤铁矿的XRD峰谱
        5.2.1 无菌实验的XRD
        5.2.2 有菌实验的XRD
    5.3 磁铁矿、磁赤铁矿的TEM
        5.3.1 反应前后固相的形貌特征
        5.3.2 MT4 固相的TEM
        5.3.3 MH4 固相的TEM
    5.4 磁铁矿、磁赤铁矿的XPS
        5.4.1 Fe元素的XPS
        5.4.2 S元素的XPS
    5.5 磁铁矿、磁赤铁矿的M?ssbauer谱
    5.6 磁铁矿、磁赤铁矿的磁化率变化
    5.7 磁铁矿、磁赤铁矿的磁滞回线
    5.8 讨论
        5.8.1 纳米磁铁矿和纳米磁铁矿的生物转化机理
        5.8.2 制约矿物转化的因素
        5.8.3 成岩作用和废水处理的影响
    5.9 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动



本文编号：3811376