細(xì)菌R08對(duì)Ag（Ⅰ）的吸附與還原及其應(yīng)用研究.pdf

1、納米材料由于其維度降低而具備許多特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，成為當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。已有的金屬納米材料的制備方法包括物理法和化學(xué)法，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單易行的、綠色的制備方法將進(jìn)一步拓展納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域。自然界的微生物與金屬離子間的吸附還原作用，為新方法的實(shí)施提供了可行性。本論文以篩選自金銀礦區(qū)的地衣芽孢桿菌Bacillus licheniformis(R08)為實(shí)驗(yàn)菌株，研究該菌株吸附、還原Ag(I)的特性，并基于此制備得到納米銀，嘗試開(kāi)發(fā)該

2、納米銀在抗菌和催化方面的應(yīng)用。主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 探討了R08干菌體對(duì)Ag+的吸附特性。采用單因素法考察了溶液pH、反應(yīng)溫度、吸附時(shí)間、初始Ag+濃度、菌體濃度等條件對(duì)吸附過(guò)程的影響。在A(yíng)+初始濃度為100mg.L-1，R08濃度為1g.L-1，pH=6，反應(yīng)時(shí)間30min，室溫條件下，R08菌體對(duì)Ag+的吸附量為76.3mg.g-1干菌體，吸附率達(dá)到76.30％。R08對(duì)Ag+的吸附等溫線(xiàn)可用Langmuir方程很好地?cái)M合，

3、根據(jù)該方程計(jì)算Ag+的最大平衡吸附量為136mg.g-1干菌體。吸附前后R08干菌體的細(xì)胞形貌沒(méi)有發(fā)生變化。生物吸附機(jī)制的研究表明，R08干菌體吸附Ag4+存在靜電吸附、絡(luò)合、沉淀、氧化還原機(jī)制之綜合，氨基和羧基為R08絡(luò)合Ag+的主要官能團(tuán)。 探討了堿性條件下R08干菌體對(duì)[Ag（NH3)2]+的快速還原特性。采用單因素法考察了[OH]、反應(yīng)溫度、初始[Ag(NH3)2]+濃度、菌體濃度等條件對(duì)還原過(guò)程的影響。在[OH]為0.

4、02～0.05mol.L-1，反應(yīng)溫度為60℃，菌體濃度與銀濃度的比例為1:1的條件下，反應(yīng)4～6h后銀還原率即可達(dá)到90％以上，所得納米銀的平均粒徑為5.2nm。改用硝酸銀及氧化銀作為銀源，仍能實(shí)現(xiàn)還原并得到穩(wěn)定的銀溶膠。還原具有自催化性質(zhì)，推測(cè)強(qiáng)堿性條件下，還原經(jīng)歷了Ag2O→Ag2O→AgO→Ag2O-AgnO→AgnO的過(guò)程，F(xiàn)TIR分析表明，生物質(zhì)上的氨基、羥基、羰基、羧基等在還原過(guò)程中起重要作用。 銀溶膠對(duì)金黃色葡萄

5、球菌和大腸桿菌均有較強(qiáng)的殺菌能力，殺菌率隨銀溶膠濃度降低而降低，濃度為2.5mg.L-1的銀溶膠對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的殺菌率分別為90.4％和96.8％。固定于α-Al2O3載體上的納米銀(銀負(fù)載量1％)殺菌比銀溶膠更為迅速。對(duì)金黃色葡萄球菌，5min后殺菌率達(dá)到近100％；對(duì)大腸桿菌，接觸30s殺菌率即達(dá)到100％。采用有機(jī)溶劑可沉淀銀溶膠，制得的水溶性納米銀粉基本保持了還原后的粒徑，銀含量在50％(wt％)以上。 將含

6、生物質(zhì)的納米銀負(fù)載于α-Al2O3上，制備得到生產(chǎn)環(huán)氧乙烷用銀催化劑，在空速為7000·h-1，反應(yīng)溫度為257℃條件下，選擇性達(dá)到87％，優(yōu)于同比條件下用傳統(tǒng)化學(xué)浸漬法制備的催化劑。生物質(zhì)在焙燒過(guò)程中所形成的海綿狀蓬松結(jié)構(gòu)在一定程度上起了保持銀微粒粒徑的作用，SEM結(jié)果表明該催化劑的活性組分具有更加理想的分散度。由于環(huán)氧乙烷用銀催化劑要求低比表面積的載體和較高的銀負(fù)載量，簡(jiǎn)單的空氣焙燒活化難以維持原有的10nm以下的尺度。將微生物還原