礦物光生電子介導(dǎo)微生物對鈾價態(tài)轉(zhuǎn)變的研究.pdf

1、鈾是一種具有放射性的金屬元素，其中U(VI)可溶性較強(qiáng)，其毒性高于其他價態(tài)，半導(dǎo)體材料經(jīng)光催化產(chǎn)生的具有還原作用的自由電子可將高價態(tài)鈾還原。自由電子穩(wěn)定性能差，微生物可作為電子轉(zhuǎn)移中間體，進(jìn)而提高光生電子的還原效率。
　　本論文首先對中國西部某鈾礦區(qū)進(jìn)行了地表水樣品的采集與分析。地表水中鈾濃度最高可達(dá)72.2 mg/L。地表水中，實驗室可培養(yǎng)細(xì)菌的總量為6.4×103 cfu/g～6.37×104 cfu/g，優(yōu)勢菌種經(jīng)鑒定主要為

2、戴爾福特菌屬、嗜酸菌屬、不動細(xì)菌屬和考克氏菌屬。
　　論文中采用了電化學(xué)循環(huán)伏安法分析鈾酰溶液中U(VI)價電子轉(zhuǎn)移。結(jié)果顯示，U(VI)在鈉鹽溶液中分兩步還原位 U(IV)，U(IV)/U(VI)的轉(zhuǎn)化過程為擴(kuò)散控制。通過恒電位還原可使溶液中的U(VI)結(jié)晶沉積，主要以固態(tài) UO2和(UO2)6O2(OH)8·6H2O(水鈾礦)附著在工作電極上。
　　單室光催化反應(yīng)池、開路電位條件下，涂有二氧化鈦的FTO導(dǎo)電玻璃作為光催化

3、電極，在氙燈光催化時能夠產(chǎn)生光電流，且電流的大小與光強(qiáng)度成正比。光催化反應(yīng)4h，溶液中U(VI)的含量降低了58％，同時半導(dǎo)體礦物電極上有紫黑色的UO2生成。
　　礦物光電子介導(dǎo)微生物對鈾價態(tài)轉(zhuǎn)變的研究為雙室電化學(xué)體系。研究結(jié)果表明，光催化半導(dǎo)體礦物產(chǎn)生的電子可以有效還原氧化亞鐵硫桿菌的代謝產(chǎn)物Fe(III)，進(jìn)而為氧化亞鐵硫桿菌生長提供能源，即微生物可以間接利用半導(dǎo)體礦物產(chǎn)生的電子。對比分析了光催化、考克氏菌單獨作用和礦物光生電