细菌胞外聚合物与针铁矿、水钠锰矿的相互作用及其对于水钠锰矿氧化活性的影响

发布时间：2023-11-08 18:01

　　水钠锰矿与针铁矿在土壤和沉积物中广泛存在。细菌在生长代谢过程中会分泌大量的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)。因此这三者间的相互作用不可避免。尽管已有大量关于锰氧化物与单一金属氧化物互作,或单一的金属氧化物与天然有机质互作的研究,但关于EPS与针铁矿和水钠锰矿互作的研究还未见报道。基于此,本研究选取EPS、针铁矿和水钠锰矿为对象,通过吸附试验并结合衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、沉淀实验、等温滴定微量热(ITC)和高效液相色谱(HPLC)技术研究这三者之间的相互作用机制。此外,运用三氯生(一种广泛应用的抗菌剂)来检测pH5,水钠锰矿、针铁矿和EPS三元体系下,水钠锰矿的氧化活性。得到以下结论:1.水钠锰矿与针铁矿混合时,带正电的铁氧化物通过与带负电的MnO₂间强烈的异质团聚,抑制后者氧化活性,而EPS会促进二元复合体中水钠锰矿的氧化活性。2.EPS、针铁矿、水钠锰矿三元复合体间的热效应显著大于EPS、针铁矿二元复合体间的热效应。且EPS在铁矿及针铁矿-水钠锰矿复合体表面的吸附行为均为放热反应...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1.前言
    1.1 铁锰氧化物的现状
    1.2 EPS简介
        1.2.1 EPS的定义及提取方法
        1.2.2 EPS在矿物界面吸附的研究
        1.2.3 EPS在其它领域的研究
    1.3 三氯生作为锰氧化物氧化活性指示剂的研究
    1.4 矿物间的互作机制研究
        1.4.1 两种金属氧化物间的互作机制
        1.4.2 锰氧化物表面的反应动力学及机制
    1.5 天然有机质与金属氧化物间互作的研究进展
    1.6 研究目的意义及技术路线
2.材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 矿物
        2.1.2 EPS
        2.1.3 三氯生
    2.2 矿物和EPS的性质表征
        2.2.1 矿物的X－射线衍射(XRD)鉴定
        2.2.2 EPS组分和元素含量的测定
        2.2.3 EPS表面官能团类型和浓度
    2.3 不同浓度的EPS对于矿物表面电荷的影响
    2.4 EPS吸附实验
    2.5 邻菲罗啉法测定铁离子浓度
    2.6 沉淀实验
    2.7 EPS与矿物吸附热效应的测定
    2.8 衰减全反射傅里叶变换红外光谱
    2.9 三氯生氧化动力学实验
3.结果与分析
    3.1 矿物和EPS的基本性质
        3.1.1 矿物XRD图谱
        3.1.2 EPS的生物化学性质
    3.2 针铁矿和水钠锰矿等电点的测定
    3.3 矿物对EPS的等温吸附实验
    3.4 EPS浓度对矿物电荷性质的影响
    3.5 ATR-FTIR
    3.6 沉淀实验
    3.7 矿物吸附EPS的热力学分析
    3.8 三氯生氧化动力学实验
4.讨论
5.结论
参考文献
致谢



本文编号：3861469