深海微生物锰氧化物对银的吸附机制和解吸研究

发布时间：2023-12-27 19:04

　　Marinobacter sp. MnI7-9是从印度洋深海锰结核环境分离的1株高效锰氧化菌,其代谢过程中能将二价锰氧化至四价锰氧化物。其产物生物锰氧化物因较之非生物锰氧化物有独特晶型、结构中八面体空穴多、更大的比表面积等优点,具有很高的化学反应活性和很强的吸附能力。本实验以化学锰氧化物为参照对比,研究了深海锰氧化细菌MnI7-9氧化锰产生的锰氧化产物在不同条件下对银离子Ag+的吸附作用,找寻了解吸方法,探究了吸附机制。研究结果发现,与化学锰氧化物相较,生物锰氧化物对Ag+有着更强的吸附能力,在高Ag+浓度的时候体现的尤为明显。两者对银的吸附过程都满足伪二级动力学方程和朗缪尔等温吸附方程。从拟合的结果可以知道,28℃时,生物锰氧化物和化学锰氧化物的最大吸附量分别为为8.097 mmol/g和0.787 mmol/g.这两种锰氧化物对银的吸附都是自发的(ΔGθ<0)、吸热的(ΔHθ>0)熵推动过程(ASθ>0)。生物锰氧化物和化学锰氧化物的ΔHθ分别为59.69 kJ/mol和2.287 kJ/mol,这组数据表明,生物锰氧化物对银的吸附更像是一个化学吸附,而化学锰氧化...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 前言
    1.1 含银废水概况
        1.1.1 处理含银废水的迫切性
        1.1.2 含银废水去除的研究现状
    1.2 生物锰氧化物
        1.2.1 生物锰氧化物概述
        1.2.2 生物锰氧化物的吸附性能
        1.2.3 深海生物锰氧化物的吸附性能
        1.2.4 锰氧化活性的影响因素
    1.3 锰氧化细菌Marinobacter sp.MnI7-9简介
    1.4 本课题研究目的和意义
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 菌株及来源
        2.1.2 培养基及组分
        2.1.3 主要试剂
        2.1.4 主要仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 吸附剂的制备
        2.2.2 吸附质的制备
        2.2.3 银离子溶液初始pH对去除率的影响
        2.2.4 吸附时间对去除率的影响
        2.2.5 银离子初始浓度对去除率的影响
        2.2.6 温度对去除率的影响
        2.2.7 不同初始Mn²⁺浓度培养得到的生物锰氧化物对去除率的影响
        2.2.8 吸附过程中溶液K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Mn²⁺的变化
        2.2.9 XRD/XPS/FT-IR/SEM分析
        2.2.10 银的解吸
        2.2.11 生物锰氧化物的优化
    2.3 吸附效果表示方法
        2.3.1 去除率计算方法
        2.3.2 吸附剂吸附量的计算方法
3 结果与分析
    3.1 生物锰氧化物和化学锰氧化物吸附性能的对比
        3.1.1 银离子溶液初始pH对去除率的影响
        3.1.2 吸附时间对去除率的影响
        3.1.3 银离子初始浓度对去除率的影响
        3.1.4 温度对去除率的影响
        3.1.5 显著性分析
    3.2 生物锰氧化物在吸附过程中所起的作用
        3.2.1 生物锰氧化物和菌体的吸附性能对比
        3.2.2 不同初始Mn²⁺浓度培养得到的生物锰氧化物对去除率的影响
        3.2.3 XRD/FT-IR/XPS/SEM分析
        3.2.4 吸附过程中溶液K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Mn²⁺的变化
    3.3 银的解吸
    3.4 生物锰氧化物的优化
4. 结论和创新性
参考文献
致谢



本文编号：3875721